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水下神枪手——枪虾

大连圣亚海洋科普
原创
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枪虾,学名为鼓虾,广泛分布于从太平洋到大西洋的热带海洋中,被称为“水下神枪手”。枪虾体色较为鲜艳美丽,身长约5厘米,标志性特点就是拥有一大一小的一对不成比例的螯(见图),其中一只巨螯可长达2.8厘米,大螯主要用来攻击猎物,小螯则用来进食。

发出打鼓或手枪般的声响

枪虾能发出类似打鼓的水下噪声秘密隐藏在巨螯之内,枪虾在遇到天敌或猎物时,会闭合巨螯并发出打鼓或手枪般的声响,故而得名。测量表明,当枪虾瞬间闭合大螯发动攻击时,可以产生190~210db的声响, 比真实的枪声(约150db)响得多,可以将猎物瞬间击晕甚至直接击毙 。多只枪虾同时闭合大螯发出的声响,甚至可以干扰潜艇的声呐系统和水下通讯系统。

“虾光现象”

研究人员在采用高速摄像机拍摄枪虾的攻击过程时,还可以观察到持续数亿分之一秒的亮光,称为“虾光现象”(见图),这使得枪虾成为具有声致发光能力的动物。虾光十分微弱,肉眼根本无法观察,只有通过光检测器才能观测到。

共生伙伴

有的枪虾和珊瑚是搭档,珊瑚为枪虾提供庇护所,枪虾会用气泡“子弹”攻击海星的管足,赶走这些以珊瑚虫为食的棘皮动物。

还有的枪虾和虾虎鱼是搭档,枪虾会在沙地上挖洞,然后邀请虾虎鱼前来居住。它们常常一起在洞口徘徊,寻找猎物同时警惕掠食者,虾虎鱼可以为枪虾提供预警。在许多情况下,枪虾至少会将一根触须放在虾虎鱼的身体上,如果虾虎鱼逃进洞穴中,枪虾也会紧随其后。

团队作战

在枪虾群体中,体型较小的幼年个体会围绕在居住的海绵中部“虾后”周围。在入侵者出现时,体型较大的个体会进行防御。当单个枪虾遇到入侵者时,它会有节奏地发出“咔哒一咔哒一咔哒”的声音,召集同伴前来。前来助阵的枪虾还会同步发起攻击,同时发出“咔哒”声,是警告外来者的信号。

仿生枪虾技术

当枪虾打出“响指”时,其研究领域涉及生物学、声学、流体力学、工程热力学等学科。若想人工“再现”这一过程亦离不开仿生学的介入和研究。随着能够产生空化气穴的仿生“空气炮”技术的诞生,其在热钻探等工程领域的应用前景蔚为可观,传统的机械钻探工程,需要使用聚晶金刚石复合片(PDC)钻头在钻井液中进行钻探[3]。但若能使仿生“空气炮”技术和PDC钻头技术强强联手”,便可在钻井液环境下产生空化气穴,进而引发岩石表面产生细微裂纹。如此一来,不但钻探效率能够进一步提升,还会很大程度地降低钻探的成本。

参考文献

[1]牟钰清.枪虾攻击过程的物理化学原理辨析[J].化学通报2016 .79.7

[2]任天.枪虾-这个杀手不太冷[J].探索发现

[3]沈臻懿.枪虾“响指”带来的科技灵感[J]. 科技图文

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