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    新知|蛇葡萄大爪速度最强,“几乎违反物理定律。”

    发布日期:2021-02-10 21:40 物理论文

    雄性“超强”爪头足类——是一种微小的虾状甲壳动物,可以说是地球上速度最快、最有活力的生物之一。研究人员发现,这种甲壳类动物能在不到万分之一秒的时间内反复合上爪子,并能产生高能水流和砰的一声。它们的爪子很快,几乎违反了物理定律。2月9日,相关论文发表在《细胞出版社》杂志《当代生物学》(《当代生物学》)上。该论文的资深作者、美国杜克大学生物学教授希拉帕特克(Sheila Patek)说:“这些头足类动物真正令人惊讶的是,它们‘徘徊’在我们认知的边界上,也就是说,这些小东西移动得如此之快,以至于它们不会自我毁灭。如果更快,他们的身体就会支离破碎。”

    虽然两足动物是好运动员,但它们并不引人注目。它们很小,只有几毫米长。它们在冷水中茁壮成长,以死亡的藻类和其他动植物为食。

    “它们很难用肉眼观察到,但当你把它们放在显微镜下,你会看到像《纽约海藻城》这样的电影场景。这些小生物正在以各种方式互动和移动。”帕特克说:“这就像跳出电影世界一样。”这样一个小而快的物体的加速度是不容易测量的。研究人员使用了一个高度专业化的超高速相机,并将一根人类头发悬挂在他们面前,以引诱这种侵略性的甲壳动物捕捉它。

    “我们花了很大力气来捕捉这场运动。我们不能在野外完成,因为设备太贵太专业了。——基本就是相机行业的玛莎拉蒂。一旦我们能捕捉到画面,我们就能看到,当他们使劲拍的时候,一股水射流就产生了。”

    这些水射流往往会导致空化,即由于水压的快速变化而形成气泡。当这些气泡破裂时,会释放出大量的能量,大到足以降解船舶螺旋桨所用的钢材。不要低估这些小泡泡。它们不仅会降低机器的效率,还会产生冲击波。当它们断裂时产生的力甚至可以“爆炸”与它们接触的金属表面上的小孔。

    “空化是一种非常强大的效应。这是地球上最活跃的事件之一。”帕特克说。"这些微小的生物会造成这种现象,这很好."

    尽管研究人员能够量化头足类动物抓挠和撕咬的机制,但它们为什么这样做仍然是个谜。

    "它们的爪子占雄性动物重量的三分之一。"Patek说:“我们想知道他们为什么在这种行为上投入这么多,是因为男女之间的互动还是领土纠纷?这是我们想要阐明的目标。”

    研究人员还希望探索片脚类动物是如何将物理学推向极限的,这可能会为工程师和设计师提供灵感。


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