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摘要:箭鱼可以从水里跳到猎物身上,达到自己身长两倍以上的高度。最近,科学家们拍摄到了这种跳跃的鱼的高速视频,记录了推动鱼向上运动的鳍和尾技术。对箭鱼身体运动的分析,提供了他们如何跳得如此之高——超过自己身体长度的两倍——以接近猎物的见解。科学家们在一项新的研究中写道,了解鱼类跳跃的生物力学可以为机器人的设计提供信息,机器人也可以从水下“跳跃”到空中。
弓箭鱼发射瞄准良好的水喷射器来击昏它们的昆虫猎物-但这并不是它们狩猎武器库中的唯一伎俩。
当吐痰不起作用时,鱼在猎物下方盘旋,然后突然从水里跳出来。最近,科学家们拍摄到了这种跳跃的鱼的高速视频,记录了推动鱼向上运动的鳍和尾技术。
对箭鱼身体运动的分析,提供了他们如何跳得如此之高——超过自己身体长度的两倍——以接近猎物的见解。科学家们在一项新的研究中写道,了解鱼类跳跃的生物力学可以为机器人的设计提供信息,机器人也可以从水下“跳跃”到空中。研究合著者Alexandra Techet说:
“KDSP”向猎物吐痰是箭鱼最著名的捕食技术,但当它们与其他鱼类竞争激烈时,并不总是能很好地为它们服务,麻省理工学院的机械和海洋工程副教授告诉《生活科学》杂志,然而,一条跳跃的鱼经常成功地捕捉到它的食物,70%的时间捕捉到猎物,根据这项新的研究,
“它们的适应能力非常好-根据它们的竞争环境调整它们的捕食策略,”Techet说,
在跳过进行这项研究之前先看一下,Techet和她的同事们录下了一段高速视频,记录了个别鱼跃起鱼饵悬挂在水族馆上方的过程,美味的食物悬挂在高达鱼体三倍的高度。他们“训练”这条鱼只跳,而不是吐,只要鱼朝它吐唾沫,就把鱼饵移走,直到鱼看到挂着的食物就一直跳,
“它们在水面上停下来,抬头看。“它们看到了鱼饵,开始前后踢尾巴,然后直接跳出水面抓住鱼饵,”她告诉《生活科学》杂志,
时间间隔为0.01秒拍摄的一系列图像,显示了一条箭鱼(小鳞鱼弓箭鱼)跳到鱼饵上。(Anna Shih)鲨鱼、海豚和鲸鱼可以从水中跳跃,但它们通常通过从深处向上游来产生速度和能量,为大跳创造动力。相比之下,箭鱼从水面下的一个几乎静止的位置跳跃。
“所以,它们在这方面真的是独一无二的鱼,”Techet说。
协调运动高速视频揭示了箭鱼的身体运动是如何随着空中轨迹而改变的-每次跳跃有多少尾翼,如何研究人员写道:
他们还观察到鱼从一个装有激光照射的微小颗粒的鱼缸中跳下,这些微小颗粒只有在近红外下才能看到。这些被点燃的运动粒子的视频使研究人员能够计算出箭鱼的运动速度,并确定跳跃的能量消耗。事实证明,这种跳跃的能量效率相当于向猎物吐唾沫,然后从猎物降落的地方抓起猎物。
研究人员正在继续用三维图像捕捉鱼在带粒子的液体中的运动,为了观察它们所有的鳍和尾巴的活动和协调,这些鳍和尾巴推动它们离开水面,Techet告诉Live Science,
“我总是喜欢看流体力学,所以这就是我们现在的方向,她说:
这一发现今天(4月19日)发表在《实验生物学杂志》的网上。
是关于生命科学的原始文章。
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