“战斗家族”“色彩大师”？你嘴里的皮皮虾怎么啥都会啊？

出品：科普中国

作者：田达玮（科普创作者）

监制：中国科普博览

平时我们看到的皮皮虾都是类似下图这个样子的。但其实，皮皮虾所在的家族，在海洋中是数一数二的“战斗家族”，还是“色彩大师”。这篇文章，我们就来讲讲皮皮虾的故事。

做成美食的皮皮虾

（图片来源：wikimedia）

凶猛的美食

我们经常吃的皮皮虾是属于虾蛄家族的动物。虾蛄也被叫作螳螂虾，之所以叫这个名字，与它们用来攻击的“武器”有关。

下次吃皮皮虾的时候，你可以把蒸熟的皮皮虾前爪拉开来观察一下,它的形状特别像螳螂的“大镰刀”。得益于这个“武器”，它们也成为了海洋中可怕的杀手。

螳螂虾的“武器”

（图片来源：参考文献[1]）

皮皮虾在海底会躲在一个洞穴里，等有小鱼靠近了，皮皮虾就会迅速冲出洞穴，弹出自己的“大镰刀”将小鱼刺穿，之后拖进洞穴里享用。

螳螂虾抓鱼的时候动作非常迅速，在20毫秒左右就能完成一次攻击。相比之下，人类眨一次眼就需要200毫秒左右，所以如果你说它们的攻击在眨眼间就完事了，还会给人家说慢了。

这样可怕的“武器”不光能用来捕猎，在面对危险时（比如被人们用手抓住的时候），螳螂虾同样可以用“大镰刀”自卫。所以，我们在处理活的皮皮虾时一定要注意安全。

螳螂虾造成的伤口

（图片来源：参考文献[1]）

除了螳螂虾的“大镰刀”，我们经常吃的皮皮虾的尾巴部位也有锋利的“倒刺”，在处理的时候同样要小心。

螳螂虾尾部“倒刺”

（图片来源：参考文献[1]）

海洋拳击手

其实，螳螂虾家族的成员分成两大类，一大类就是像皮皮虾这样，用**“大镰刀”做“武器”的，另一类的“武器”则是锤子**。下面这种雀尾螳螂虾，就是用锤子做“武器”的典型代表。

好看却不好惹的雀尾螳螂虾

（图片来源：wikimedia）

这一类螳螂虾在发动攻击的时候，会把拳头紧贴在胸口，在这个过程中，螳螂虾拳头后方的一个特殊结构会像弓一样弯曲，并积蓄能量。等螳螂虾靠近猎物后，螳螂虾就会突然释放这股能量，用时速超过80公里的拳头敲向猎物。

螳螂虾的拳头能够轻松击碎螃蟹、蛤蜊的壳，甚至还能击碎水族缸的玻璃（所以饲养雀尾螳螂虾需要用到防弹玻璃）。

螳螂虾的拳头

（图片来源：参考文献[2]）

不仅如此，科学家还发现，螳螂虾在攻击猎物的时候，猎物会在一秒钟之内受到多重打击。

这并不是因为螳螂虾能在一秒钟之内出好几拳，而是它们在攻击猎物的时候，高速运动的拳头和猎物的壳相碰撞，产生了一小片真空区域。

真空泡形成后，周围的海水会迅速挤向这里，产生巨大的冲击波（甚至会产生火光）。这些冲击波会给猎物的硬壳造成二次伤害，帮助螳螂虾砸碎猎物的外壳。

但不知道你有没有想过一个问题，螳螂虾的食物中包括了蛤蜊、海螺等外壳非常坚硬的生物，可为什么螳螂虾的拳头能经受反复敲击而不损坏呢？难道螳螂虾自带“钢铁拳套”？

科学家也对这个问题感到好奇。在研究了螳螂虾的拳头之后，科学家发现，它们虽然没有“钢铁拳套”，但它们特殊的结构能让拳头结实无比。

拳头的“打击区”材料主要是几丁质和羟基磷灰石。几丁质在螃蟹、虾的外骨骼中非常常见，而羟基磷灰石跟我们牙齿表面的材料差不多。所以螳螂虾的拳头并不是由什么稀有物质构成的。但这些物质的排列方式非常有意思，它们相互交叠，形成了类似于DNA螺旋的结构。

螳螂虾拳头中材料的排列方式

（图片来源：参考文献[3]）

这样的结构能让螳螂虾在攻击的时候，将力量分散到整个拳头上，以避免拳头破裂。

基于这样的结构，科学家们也在研制类似的生物合成材料，说不定可以在未来制造成新型防弹衣，或者用于医疗、建筑领域，制造出又轻又结实的材料。

“色彩大师”？存在争议的彩色世界

除了螳螂虾的拳头，螳螂虾的另一项技能也让科学家感到震惊，这就是螳螂虾超强的视觉系统。

我们人类能识别各种各样的颜色，是因为我们的眼睛里有3种类型的视锥细胞，分别对黄绿、绿色、蓝紫色的光敏感。它们接收到的光信号汇聚到脑中，就有了五彩斑斓的世界。

不同类型视锥细胞的感光区域

（图片来源：wikimedia）

相比之下，一些鸟类拥有4种类型的视锥细胞，它们能看到包括紫外线在内的更多颜色。

而在螳螂虾的眼中，有超过10种类型的光感受器，这让一些科学家推测，它们能够看到更多的色彩。

但另外一些科学家认为，螳螂虾看到的世界不如我们想象的那么绚丽。这是因为，虽然它们眼睛中的光感受器种类很多，但它们大脑在处理视觉信号的时候可能和我们的大脑很不一样。因此，对于螳螂虾的视觉还有很多待发掘的秘密。

但有一点是可以肯定的，那就是螳螂虾能够看见人类看不到的偏振光，这能够帮助螳螂虾在海洋环境中更清晰地识别出猎物。

螳螂虾精巧的眼睛

（图片来源：wikimedia）

科学家仿照螳螂虾的眼睛结构制作出了成本非常低廉的偏振光摄像头。这样的摄像头能帮助医生更清楚地看清病灶，拯救病人的生命；自动驾驶汽车也可以在雨天雾天“看”得更加清楚；军用无人机也能用它更清晰地识别出伪装迷彩，发现敌人。

没想到，螳螂虾这种餐桌上的美食，竟然还有这么多值得我们研究的地方。下次再吃皮皮虾的时候，你是不是会吃得更香啦？（好吧，并不会）

结语

餐桌上的美味佳肴、海洋中的凶猛杀手、视觉中的色彩大师，这些都是皮皮虾身上的标签。海洋中看似平平无奇的生物，身上却藏着这么多令人惊奇的地方。

皮皮虾身上还有哪些闪光点未被人们发现？海洋中的生物宝藏还有哪些？让我们一起期待吧！

参考文献：

[1] Amaral A L S, Castilho A L, Haddad Junior V. Injuries in humans caused by mantis shrimp or siriboia (Crustacea: Stomatopoda)[J]. Revista da Sociedade Brasileira de Medicina Tropical, 2021, 54.

[2] Tadayon M, Amini S, Wang Z, et al. Biomechanical design of the mantis shrimp saddle: a biomineralized spring used for rapid raptorial strikes[J]. IScience, 2018, 8: 271-282.

[3] Thomas Cronin. Why Mantis Shrimps, Not Sharks, Might Be the Most Amazing Predators in the Sea

[4] James C. Weaver et al. ,The Stomatopod Dactyl Club: A Formidable Damage-Tolerant Biological Hammer.Science336,1275-1280(2012).

[5] Morrison, J. Mantis shrimp's super colour vision debunked. Nature (2014).

[6] Prachi Patel. Camera Mimics Mantis Shrimp’s Astounding Vision.