海马为什么长得像马

它们整体的形状使它们成为地球上游泳最慢的生物之一。 然而,它们在捕获猎物方面却出乎意料地有效

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研究人员表示,海马头部的形状有助于这种鱼类隐秘地伏击猎物。

海马在鱼类中是独一无二的,因为它们弯曲的脖子和长长的口鼻使它们看起来像马。 德克萨斯大学奥斯汀分校的海洋生物学家布拉德·杰梅尔说,包括缺乏尾鳍在内的整体体型,使它们成为“地球上游泳最慢的生物之一”。 “它们不太游泳——它们倾向于用可抓握的尾巴将自己固定在海草等表面上。” (可抓握的尾巴,如猴子的尾巴,可以抓住物体。)

杰梅尔和他的同事们正在研究海马和其他鱼类如何以被称为桡足类微小的虾状甲壳动物为食。


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杰梅尔说:“桡足类动物非常重要。” “在它们生命史的某个阶段,绝大多数海洋动物都以它们为食——特别是许多商业捕捞的鱼类。”

杰梅尔说:“由于几乎所有海洋动物都喜欢吃桡足类动物,因此这些甲壳类动物进化出了一些非常令人印象深刻的逃生行为。” “它们对水中的干扰非常非常敏感,例如接近的捕食者造成的干扰。”

一旦桡足类动物检测到这些干扰,它们可以以每秒超过自身体长 500 倍的距离游泳。 杰梅尔说,相比之下,“猎豹可能每秒只跑 30 个体长。” 如果美国成年男性平均以每秒 500 个体长的速度移动,根据他们的身高,他们将以接近 2,000 英里/小时(3,200 公里/小时)的速度移动。

杰梅尔告诉 LiveScience:“出乎意料的是,即使海马是缓慢的游泳者,它们在捕获这些游泳速度非常快、高度躲避的猎物方面也非常有效。”

海马利用它们拱形的脖子作为弹簧,向前转动头部并捕捉猎物。 这将它们抓住猎物的距离限制在脖子的长度范围内,大约 0.04 英寸(1 毫米)。 然而,海马仍然可以足够接近桡足类动物以捕捉它们。

杰梅尔说:“我们发现它们捕捉桡足类动物的成功率超过 90%,这对于任何类型的捕食者来说都非常有效,更不用说对于如此难以捉摸的猎物了。”

为了 выяснить 这些鱼是如何捕捉猎物的,研究人员对矮海马Hippocampus zosterae进行了实验,这种海马原产于巴哈马群岛和美国,长度仅约 1 英寸(2.5 厘米)。 他们将这些鱼和桡足类动物悬浮在装有空心玻璃珠的水中,这些玻璃珠的直径约为人类头发平均直径的六分之一。 他们将激光照射到水中,照亮了这些珠子。

通过分析当海马捕食桡足类动物时珠子的移动方式,科学家们可以推断出它们如何在三个维度上使水流过它们周围。 他们发现,当捕食者接近猎物时,海马口鼻周围的水几乎不动,这有助于海马在不被察觉的情况下靠近。

海马似乎通过其嘴位于长口鼻末端的方式来实现这种隐身。 杰梅尔说:“这使其头部呈狭窄形状。” “这与船舶和船只有三角形船首的原因相同——这使得它们更容易在流体中移动,从而减少阻力和干扰。”

杰梅尔及其同事盛建和爱德华·巴斯基于 11 月 26 日在《自然通讯》杂志上在线详细介绍了他们的发现。

海马的亲戚,如海龙海马,也拥有长而窄的口鼻头部,因此也可能受益于研究人员所称的“流体动力隐身”。 相比之下,杰梅尔和他的同事发现,头部相对钝的鱼类,如斑马鱼,可以通过在靠近猎物时吸入水来捕捉桡足类动物。 杰梅尔说:“它们吸入水的速度与它们向前移动的速度大致相同,因此它们不会将大量水推到它们面前的猎物身上。”

杰梅尔说,未来的研究可以调查海马头部结构是否也能提高流体动力隐身性能。

原文刊登于LiveScience版权所有 2013 LiveScience,TechMediaNetwork 公司。 保留所有权利。 未经许可,不得出版、广播、改写或重新发布此材料。

Charles Q. Choi is a frequent contributor to 大众科学. His work has also appeared in The New York Times, Science, Nature, Wired, and LiveScience, among others. In his spare time, he has traveled to all seven continents.

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