研究发现螳螂虾幼体在其捕肢中使用LaMSA机制“快速出击”

发表于 4年以前 | 总阅读数：622 次

美国杜克大学的Jacob Harrison说："我们知道螳螂虾幼体有这些美丽的捕肢；夏威夷大学的Megan Porter和Eve Robinson几年前曾拍摄过几段正常的打击视频。”因此，他收拾好 Sheila Patek的高速摄像机和高分辨率镜头，前往夏威夷调查这种发育中的甲壳动物的动作。

该团队在《实验生物学杂志》上发表了他们的发现，即微小的螳螂虾幼体在孵化9天后就可以开始释放它们的弹道打击，并显示肢体达到2200万deg/s2的爆炸性加速度，移动速度约为0.385米/秒，这比它们吃的幼虫“点心”快5-10倍。

Harrison说："收集幼体可能是非常棘手的，"他回顾了他和Porter如何在夜间用灯光诱使这些微小的生物进入他们的网中。问题是，这些甲壳类动物与其他幼虫动物组成的‘诺亚方舟’一起出现。" Harrison笑着说："在一个充斥着螃蟹、虾、鱼和蠕虫的幼体的桶中筛选出螳螂虾，这可能是令人难以置信的挑战。

然后，他需要一种技术，将Gonodactylaceus falcatus幼体固定在相机上。“我不得不把4毫米大小的幼体粘在牙签上，把它放在一个定制设计的装置上，并在开始收集数据之前把个体放在摄像机镜头的视野范围内。” Harrison回忆说：“我们花了大约一年的时间来解决设置摄像机的正确方法，然后才知道我们可以拍摄这些视频。”

分析这些高速影片后， Harrison, Patek 和Matt McHenry （美国加州大学尔湾分校）可以看到捕肢第一部分的一个区域弯曲以储存能量--就像一个弹簧--因为幼体缠绕在棒状肢体上准备弹跳。然后，幼体释放了一个将捕肢固定住的内部“锁扣”，释放了储存的能量并将肢体弹射出去。事实上，幼体的捕肢及其运作方式与成虫的捕肢非常相似，只是规模缩小了。

最令人兴奋的是，研究小组意识到，他们可以看到幼体的微小肌肉在弓起外骨骼时的收缩，这只有在成年螳螂虾中才能想象得到："我们感到很惊讶，"Harrison说。

但是，这些微小的幼体是何时发展出一击消灭猎物的能力的？在夏威夷海岸附近，Harrison找到了一只抱卵母虾，并取回了她的卵垫，但当它们到达杜克大学时，这些卵子已经孵化了。

Harrison回忆说："我们不确定我们能在实验室里保持幼体的活力。然而，他耐心地培养这些幼体，直到它们成功发育到28天大的幼体，并发现只有在幼体开始进食时，即大约9-15天时，肢体才会完全运作。结果还发现，幼体可以以大约16500deg/s的旋转速度投掷肢体，其脱水加速度与成体一样快。然而，它们较小的身材意味着肢体的移动速度约为0.385米/秒，这比成体要慢，但对于一个4.2毫米长的生物来说仍然相当快。即使在它们最小的时候，也无法逃脱这些以“弹簧”为动力的捕食者。