海星幼蟲用十萬根細毛攪動漩渦
在海星長成許多武裝的、基本上靜止的成蟲之前,它們以微小的幼蟲(長度約為1毫米,或約為壹粒大米大小)在海上航行,並以100只推進自己,科學家們最近發現,1000根被稱為纖毛的細小毛發圍繞著它們的身體。
但是那些努力工作的纖毛不僅僅是幫助幼蟲劃水前進。
使用高速攝像機,研究人員發現遊泳的幼蟲也在利用纖毛產生微型漩渦,這些漩渦捕捉到附近的藻類捕食並把它們推向饑餓的遊泳者。科學家在壹項新的研究中寫道,這種高效的捕獵行為以前在海星幼蟲身上還不為人所知,這表明纖毛在海洋無脊椎動物中的應用遠比以前想象的復雜。[什麽在旋轉?海星幼蟲攪動藻類晚餐|視頻]
自由遊動的海星幼蟲看起來不像成蟲-它們有微小的、透明的身體,只有萌芽的開始,後來會變成手臂。這項研究的作者決定更仔細地觀察這些非常年輕的形態,以便更好地了解海星幼蟲不同尋常的身體以及它們是如何使用它們的——“物理如何塑造生命”,研究的合著者,加州斯坦福大學生物工程助理教授曼努·普拉卡什,在壹份聲明中說。
旋轉周期顯微鏡的放大鏡已經揭示了海星幼蟲數千根纖毛的排列方式,這些纖毛以壹系列同步的運動來幫助幼蟲前進、後退或改變方向。
但是研究人員發現了另壹種類型纖毛的運動是美麗但令人費解的。
當壹組纖毛與幼蟲的遊泳方向相反時,就會形成壹個小漩渦。這項研究的作者們可以通過在水裏植入粒子來觀察水的運動,這些粒子在黑色背景下被照亮,然後他們用高速攝像機捕捉到了水的運動。在發光粒子的追蹤下,幼蟲的身體周圍可見多個漩渦。
,但漩渦運動的目的是什麽?攪動這些漩渦需要耗費大量的能量,科學家們想知道這對幼蟲有什麽好處。
進壹步的觀察顯示,當幼蟲在有大量藻類的地方時,它們會攪動漩渦,產生電流,將藻類輸送給饑餓的生物,即使是在幾倍於幼蟲身長的距離。壹旦食物供應耗盡,幼蟲就會遊走。
,但生產壹種高效的食物輸送帶是要付出代價的。壹個幼蟲攪動它的纖毛把藻類吸得更近,它遊得更慢,在水中傳播它的位置,使它更容易被掠食者搶走,研究人員註意到,
雖然幼蟲催眠的水漩渦讓人著迷觀看——這段視頻最近在尼康小世界動態顯微攝影比賽中獲得壹等獎——但研究人員發現,它們也有非常特殊的用途。他們的發現還暗示,纖毛,這是常見的其他微小無脊椎動物,可能以類似的方式幫助他們生存,根據研究的主要作者威廉吉爾平,斯坦福大學普拉卡什實驗室的博士後學生,在那裏進行的研究。
“進化尋求滿足基本的限制,”吉爾平說第壹個有效的解決方案往往會獲勝。
這壹發現於12月19日在線發表在《自然物理學》雜誌上。
是關於生命科學的原始文章。