本文发表于《大众科学》的前博客网络，反映作者的观点，不一定代表《大众科学》的观点
如果一个美味的昆虫晚餐栖息在水面上的叶子上，那么水下饥饿的小射水鱼该怎么办呢？根据10月24日在线发表在《PLoS ONE》上的新发现，用一股超强、超精确的水柱将其击落，这股水柱的威力是鱼自身肌肉所能产生的六倍。
神奇的射水鱼（Toxotes jaculatrix）令人惊叹的喷射能力最早在18世纪被描述。这种生物主要生活在红树林和河口，那里昆虫非常普遍——即在水面上。而且这些美味的食物不容易从悬在射水鱼领地上方的植物上被击落。像蚱蜢这样的昆虫，可以抓住相当于自身体重10倍的力。
因此，射水鱼开发了一种令人印象深刻的觅食策略，这是许多其他鱼类无法做到的。它的水柱可以瞄准并击落单个昆虫，使其落入水中供鱼食用。
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鱼是如何在不到一秒的时间内做到这一点的，这仍然是一个谜。许多科学家认为，其来源一定是鱼体内的一个特殊器官。“射水鱼喷出的水柱的有效性来源已经在鱼体内寻找了近250年，”米兰大学的物理学家、新论文的合著者阿尔贝托·瓦伊拉蒂在一份准备好的声明中说。
瓦伊拉蒂和他的同事们建立了一个水族馆，拍摄6.1至6.7厘米长的射水鱼向高达水面15.3厘米的实验目标喷水。每次鱼击中目标，它们都会得到一个板球或一块掉入水箱的鱼食作为奖励。研究人员使用每秒拍摄1000帧的高速摄像机，能够分析水柱形成的每个阶段以及令人惊讶的加速过程。
研究人员发现，第一部分离开鱼嘴的水以每秒约两米的速度行进。但是随着鱼继续将水排出到水柱中，速度增加了。这种后端力量迫使更多的水和动量进入水柱的“头部”。作者在他们的论文中解释说：“结果，水柱头部在撞击时可以传递的功率在射击过程中增加。”
表面张力将水柱的头部在空气中保持在一起。这使得头部在变大和变得更强大时膨胀出来，最终形成一个大的液体动力冲击，可以在几毫秒内将毫无戒心的昆虫从看似安全的栖息地击落。
研究人员指出，类似的动力学已经用于按需喷墨打印。由于科学家仍在研究液体射流动力学的一些细节，研究人员和技术开发人员可能会从射水鱼那里吸取一些教训。
其他动物也开发出惊人的快速机制，例如变色龙的舌头，它通过特殊的胶原蛋白而不是肌肉纤维加速，可以达到每秒500米的加速度。但是射水鱼并不依赖特殊的内部结构来获得动力。相反，它使用这些外部力量来传递比它体内肌肉（每公斤500瓦的微不足道的功率）所能产生的强大得多的功率（每公斤约3000瓦）。研究人员在他们的论文中解释说：“动力逐渐从肌肉传递到水柱的尾部，进而传递到水柱的头部。”
鱼的属名Toxotes来自希腊语中“弓箭手”一词。“事后看来，这个名字可能具有远见卓识并且名副其实，”研究人员在他们的论文中指出。“射水鱼利用外部机制来放大肌肉力量，就像弓箭手使用他的弓一样。”
鱼的策略在进化上很聪明。“这种优势的获得无需付出进化成本来开发专门用于储存机械能的高度专业化的内部结构，”作者指出。
这真是一种高效的捕鱼方式。
射水鱼视频由L. Zinnato提供