它的“枪”里没有子弹,却有上千度的高温和冲击波

百家 作者:果壳 2021-07-10 19:37:57 阅读:218

潮间带赶海玩耍,总能听到清脆且响亮的“piapia”声,而这种声音总是如影随形,时不时就会从某个角落里传出来,当你翻开一块石头时,这种声音会在石头底下的小潮池里密集发出,仿佛经历了一场枪战,手往里一捞就会发现,如此响亮的声音居然是一些只有2-3厘米大的枪虾发出来的


潮间带小潮池里不到2厘米大的枪虾。照片:浪里小海豚

打响指还带光

枪虾,又称鼓虾,是十足目真虾下目鼓虾科中很多种小型虾类的统称。它们最特别以及辨识度最高的特征莫过于膨胀发达的第一对钳状步足,左右不对称,有一边步足特别粗壮发达,甚至都快赶上和身体一般大了。


大爪枪虾和它的麒麟臂。照片:gulfspecimen.org


枪虾的这种身材比例和我们常见的小龙虾(克氏原螯虾)和美洲螯龙虾(波斯顿龙虾)很类似,但它们之间的亲缘关系却不近,螯龙虾是隶属于鳌虾下目的。



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枪虾的麒麟大螯在闭合时会产生小鼓和手枪般的声响,因此而得名。但鼓虾的声音并非来自于快速闭合的巨螯的碰撞,而是因为巨螯闭合时,可动指上的突起结构快速撞击不可动指上的凹槽时所产生的高速水流引起的空化气泡(又称为空化气穴)来发出响声


这些低压空化气泡因为压力差的作用快速收缩,会使空化气泡内的水蒸气和空气体积急剧压缩,在收缩到体积最小的瞬间产生极高的压力和接近太阳表面温度的4700℃,气泡在崩裂瞬间会产生210分贝的音量,同时还会产生冲击波和声致发光,这种发光现象也被称为“虾光现象”,不过发光的时间极短,人眼观察不到。


枪虾虾钳的结构(右)和打响指的瞬间(左)| Lohse et al. / Nature (2001)


枪虾就依靠打响指这个技能来捕食和自卫,发出的响声可以吓跑捕食者,产生的冲击波可以用来击晕或杀死猎物,还可以进行同类之间的交流。


枪虾也会龟波气功 | fyfluiddynamics.com

喜与鱼为伴

大爪枪虾主要生活在大西洋西海岸的热带和亚热浅海海域,和大多数枪虾一样,主要以穴居或潜伏的方式营底栖生活。有一些枪虾还会聚集潜伏生活在一块石头底下或单独生活在洞穴里,还有的则会和其他生物,例如虾虎鱼、海绵和螠虫等共生生活在一起。


枪虾和虾虎鱼 | Steve Childs / Wikimedia Commons


枪虾和虾虎鱼搭伙混住在一个洞穴中的现象最为常见,虾虎鱼负责趴在洞口附近放哨,观察外面的情况,而枪虾则负责修缮洞穴和保持洞穴的通畅;两个一起在洞口时,枪虾的触角鞭会和虾虎鱼的身体始终保持接触,这个动作之前被认为是枪虾规避危险的一种方式,枪虾通过虾虎鱼来获取危险的信号然后躲回洞穴里避险。


两只枪虾和一只虾虎鱼 | Ria Tan / Wikimedia Commons

枪虾的视力好得很

枪虾和虾虎鱼共生的生活方式让大家以为枪虾的视力很差,差到几乎看不见东西,需要通过虾虎鱼才能及时感知和躲避危险,其实这些都是误解。造成这种误解的原因可能也和枪虾独特的头胸甲结构有关,枪虾的头胸甲是直接把眼睛覆盖住的,因此枪虾的眼睛不能像其他虾一样有较为灵活的眼柄可以动来动去,还被蒙上了一层“眼罩”


图中黑色三角所指为枪虾的头胸甲前缘,蓝色为枪虾的眼睛 | Kingston et al. / Journal of Experimental Biology (2019)


而最新的对大爪枪虾的科学研究发现,枪虾的视力非常好,罩在眼睛上的这层眼罩的透明度非常高,达到80-90%,不会阻碍可见光波长的传递,枪虾也能通过优秀的视力快速地捕捉到移动的物体。


优秀的视力可以帮助枪虾更好地生活在底层浑浊的水域中,帮助它们选择落单的虾虎鱼作为“同居伴侣”,共生中的枪虾比虾虎鱼能更快地识别到危险,触角须放在虾虎鱼身上可能是用来通知虾虎鱼的,毕竟和虾虎鱼生活在一起还是为了更好地恰饭;在同类竞争中,还可以通过观察对手螯的大小来掂量自己是否需要继续战斗下去。而罩在眼睛上的头胸甲部分是用来保护枪虾自己的,相当于戴了一个护目镜,免得被自己或同类的螯所产生的冲击波给震伤了。


大爪枪虾在实验中会根据条纹转动的方向调整自己的活动方向 | Kingston et al. / Journal of Experimental Biology (2019)


近些年来,气候变化所引起的海洋变暖和酸化引起了大家的广泛关注,而这两个变化对枪虾的影响似乎存在不确定性:在实验室条件下的实验结果表明,海洋酸化会导致枪虾打响指的频率和响度均出现明显下降;但海水变暖又会让枪虾打响指的频率和响度明显上升,枪虾打响指会不会受到两种海洋气候变化的影响还需要更多的实验证明。



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