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如果一個美味的昆蟲晚餐棲息在水面上的葉子上，那麼水下飢餓的小射水魚該怎麼辦呢？根據10月24日線上發表在《PLoS ONE》上的新發現，用一股超強、超精確的水柱將其擊落，這股水柱的威力是魚自身肌肉所能產生的六倍。
神奇的射水魚（Toxotes jaculatrix）令人驚歎的噴射能力最早在18世紀被描述。這種生物主要生活在紅樹林和河口，那裡昆蟲非常普遍——即在水面上。而且這些美味的食物不容易從懸在射水魚領地上方的植物上被擊落。像蚱蜢這樣的昆蟲，可以抓住相當於自身體重10倍的力。
因此，射水魚開發了一種令人印象深刻的覓食策略，這是許多其他魚類無法做到的。它的水柱可以瞄準並擊落單個昆蟲，使其落入水中供魚食用。
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魚是如何在不到一秒的時間內做到這一點的，這仍然是一個謎。許多科學家認為，其來源一定是魚體內的一個特殊器官。“射水魚噴出的水柱的有效性來源已經在魚體內尋找了近250年，”米蘭大學的物理學家、新論文的合著者阿爾貝託·瓦伊拉蒂在一份準備好的宣告中說。
瓦伊拉蒂和他的同事們建立了一個水族館，拍攝6.1至6.7釐米長的射水魚向高達水面15.3釐米的實驗目標噴水。每次魚擊中目標，它們都會得到一個板球或一塊掉入水箱的魚食作為獎勵。研究人員使用每秒拍攝1000幀的高速攝像機，能夠分析水柱形成的每個階段以及令人驚訝的加速過程。
研究人員發現，第一部分離開魚嘴的水以每秒約兩米的速度行進。但是隨著魚繼續將水排出到水柱中，速度增加了。這種後端力量迫使更多的水和動量進入水柱的“頭部”。作者在他們的論文中解釋說：“結果，水柱頭部在撞擊時可以傳遞的功率在射擊過程中增加。”
表面張力將水柱的頭部在空氣中保持在一起。這使得頭部在變大和變得更強大時膨脹出來，最終形成一個大的液體動力衝擊，可以在幾毫秒內將毫無戒心的昆蟲從看似安全的棲息地擊落。
研究人員指出，類似的動力學已經用於按需噴墨列印。由於科學家仍在研究液體射流動力學的一些細節，研究人員和技術開發人員可能會從射水魚那裡吸取一些教訓。
其他動物也開發出驚人的快速機制，例如變色龍的舌頭，它透過特殊的膠原蛋白而不是肌肉纖維加速，可以達到每秒500米的加速度。但是射水魚並不依賴特殊的內部結構來獲得動力。相反，它使用這些外部力量來傳遞比它體內肌肉（每公斤500瓦的微不足道的功率）所能產生的強大得多的功率（每公斤約3000瓦）。研究人員在他們的論文中解釋說：“動力逐漸從肌肉傳遞到水柱的尾部，進而傳遞到水柱的頭部。”
魚的屬名Toxotes來自希臘語中“弓箭手”一詞。“事後看來，這個名字可能具有遠見卓識並且名副其實，”研究人員在他們的論文中指出。“射水魚利用外部機制來放大肌肉力量，就像弓箭手使用他的弓一樣。”
魚的策略在進化上很聰明。“這種優勢的獲得無需付出進化成本來開發專門用於儲存機械能的高度專業化的內部結構，”作者指出。
這真是一種高效的捕魚方式。
射水魚影片由L. Zinnato提供