单细胞生物Lacrymaria olor使用了一种最奇特的捕猎技巧。它椭圆形的身体大约 40 微米，末端有一个小突起。当它探测到食物时，它会在几秒钟内将这个“颈部”伸展到自身体长的 30 倍左右，以便抓住远处的猎物，这一动作使它看起来像尼斯湖水怪。但是，L. olor 如何在没有巨大的拉伸力撕裂其细胞膜的情况下做到这一点，到目前为止一直是一个完全的谜。专家怀疑，该生物体一定在某处储存了这种进食器官的额外长度，以便能够如此迅速地将其收回。
现在，斯坦福大学的 Eliott Flaum 和 Manu Prakash 似乎已经解开了这个谜团。正如他们在科学杂志上报道的那样，单细胞生物的细胞膜和内部结构像折纸一样折叠，可以很容易地拉开和重新折叠在一起。两位研究人员写道，这意味着膜上的力和能量成本非常低。L. olor 在其一生中伸展颈部约 20,000 次而没有发生意外。
Lacrymaria olor（尼斯湖微生物）的长颈部蕴藏着几个生物力学秘密。
Picturepest/Flickr (CC BY 2.0)
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这种微小的单细胞生物不寻常的捕猎技巧带来了一系列潜在的问题。通常，要如此剧烈地变形细胞膜需要大量能量——而且按照 L. olor 伸展颈部的速度，该生物体将无法产生足够的新膜材料。虽然颈部必须非常灵活才能实现快速移动，但它也必须同时坚硬和稳定，以使其不会在第一次有机会时就简单地折断。L. olor 通过将其颈部的膜折叠成多层来解决所有这些问题。
膜的折叠线具有复杂的弯曲几何形状，使其能够展开成圆柱体。在折叠的膜下方是一个螺旋缠绕的管状网络，这些管状网络与膜一起折叠，反过来又有助于有序的折叠和展开。该原理类似于所谓的吉村折纸，其中圆柱体由折叠菱形网格组成，可以拉伸和折叠起来。然而，仍然有一个问题没有解答：当微米级物体在水中相互移动时，会产生排斥力，因此突出的颈部应该会导致猎物漂走。为什么没有发生这种情况尚不清楚——围绕 L. olor 的所有谜团尚未解开。
本文最初发表于《Spektrum der Wissenschaft》，并经许可转载。