浮游動物如何舞動

雖然浮游生物隨著洋流漂流,但這並不意味著它們不能移動。它們中的許多可以移動以尋找食物或配偶,並且它們以一些令人驚訝且有時有趣的方式這樣做。

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雖然浮游生物隨著洋流漂流,但這並不意味著它們不能移動。它們中的許多可以移動以尋找食物或配偶,並且它們以一些令人驚訝且有時有趣的方式這樣做。

請看由丹麥技術大學、馬薩諸塞州伍茲霍爾海洋研究所和阿根廷普拉亞烏尼翁海洋生物站的 Thomas Kiørboe 及其同事彙編的這份雙鞭毛蟲、纖毛蟲、輪蟲、枝角類和橈足類幼蟲和成蟲的樣本。


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第一個生物——雙鞭毛蟲——像上了發條的老鼠一樣四處遊蕩,還帶著滑稽地拍打的尾巴。:12 的輪蟲似乎是某種幼蟲克蘇魯。:20 的纖毛蟲原生生物看起來和移動起來都像某種外星探測器。橈足類看起來像一個肌肉發達的健美運動員(:43),其他的則像扇舞女郎一樣揮舞著手臂(1:08 和 1:17),或者像他們在浮游生物俱樂部裡盡情狂歡一樣(:54)。

但是你注意到任何模式了嗎?Kiørboe 和他的同事們注意到了,這也是他們的新論文《浮游動物攝食和游泳產生的水流擾動》的主題,該論文發表在 8 月 12 日出版的《美國國家科學院院刊》上。

對於浮游生物來說,移動是必要的,但也是危險的。它們的捕食者有一個壞習慣,即透過感知移動的水來尋找獵物。因此,Kiørboe 等人假設,能夠僅游泳而不同時進食的浮游生物,會進化出儘可能安靜地進行遊泳的方式。另一方面,既移動又游泳的浮游生物應該願意擾動更多的水,因為進食對於生存至關重要,值得冒更大的風險去做(在這方面,企鵝與浮游生物沒有什麼不同)。

事實上,為了獲得足夠的食物,浮游動物每天必須處理相當於

自身體積的 100,000 到 1,000,000* 倍的水,因此不可避免地會產生流體擾動。另一方面,如果游泳的唯一目的是從 A 點到 B 點,那麼自然選擇沒有理由不偏愛那些儘可能少、儘可能短暫地擾動水的方法。

這正是科學家在觀察移動的浮游生物周圍的粒子流時發現的。單純游泳的浮游生物傾向於透過跳躍來安靜地進行——釋放由身體一側的肢體或肢體提供的突然的強力划水。或者他們使用了蛙泳,其中成對的肢體向前推,然後像噴氣推進一樣快速向後划動。

這兩種策略都只會產生少量快速靜止的移動水,同時最大限度地提高生物體移動的距離。因此,游泳者只會產生小的、短暫的擾動,並與靜止狀態交錯,這使得它們在大部分“移動”時間內對捕食者來說是不可見的。

另一方面,以攝食為目的的浮游生物和邊攝食邊游泳的浮游生物則很吵鬧,它們不斷地拍打鞭毛或其他附肢。它們持續擾動更多的水。

此外,科學家們發現,這種游泳策略模式普遍存在,無論浮游生物之間的親緣關係有多遠,或者它們有多大或多小,這意味著它們都進化出瞭解決同一問題的相似方法,這是我們的老朋友趨同進化的證據。如果您現在返回並重新觀看影片,您應該能夠看到並識別所有這些流行的策略在行動。

*感謝 Kiørboe 教授指出這個錯誤!更加令人驚歎!

https://www.youtube.com/watch?v=Zxmt4PX6gto

參考文獻

Kiorboe T.、H. Jianhg、R. J. Goncalves、L. T. Nielsen 和 N. Wadhwa (2014)。浮游動物攝食和游泳產生的水流擾動,《美國國家科學院院刊》,111 (32) 11738-11743。DOI: http://dx.doi.org/10.1073/pnas.1405260111

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