运动中的水母

动画展示了月亮水母如何利用旋转的水轮推进自身

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本文发表于《大众科学》的前博客网络,反映了作者的观点,不一定反映《大众科学》的观点


动画制作:Eleanor Lutz

为《大众科学》五月刊的一篇文章,Eleanor Lutz——在南佛罗里达大学海洋生物学家 Bradford J. Gemmell 的帮助下——制作了一系列插图,展示了水母如何操纵水压,交替地拉动和推动自己在水中前进。 

如果您熟悉 Lutz 迷人的动画 GIF,您就会明白为什么我忍不住请她也创作一个动画水母。在静态印刷版中,重点是水压。在这个动态版本中,Lutz 代表了水流方向和速度。当水母弯曲和收缩肌肉时,一个旋转的水环——称为涡流——向下滚动,然后在钟罩边缘下方向上滚动。此视图显示了该涡环的横截面,因为它在风格化的月亮水母粉红色)上向下滚动。红色区域代表较慢旋转的主涡流(黄色)的快速旋转核心。一个次要的、较弱的涡流(蓝色)向相反方向旋转。在钟罩上方,黄色涡流形成相对较弱的压力区,将生物向前拉。一旦到达钟罩下方,残留的快速移动核心就像一个桨轮,在它们之间向上喷射一股水柱,在水母下方提供额外的推力。


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有关水母生物力学的技术细节,请参阅 B. J. Gemmell、J. H. Costello 和 S. P. Colin 的“探索水母中增强涡流和操纵机制,从而提高能量效率的推进力”,以及 B.J. Gemmell、S. P. Colin、J. H. Costello 和 J. O. Dabiri 的 “基于吸力的推进力作为高效动物游泳的基础”

对更多水母图像感兴趣?请查看 Jennifer Frazer 在一篇关于最近发现的深海水母(据信属于Crossota属)的文章中发布的迷人视频

Jen Christiansen 是《构建科学图形:通过图表和可视化交流科学的图解指南》(CRC Press 出版社)一书的作者,以及《大众科学》的高级图形编辑,她在那里指导和制作图解说明图和数据可视化。1996 年,她在纽约市的《大众科学》开始了她的出版生涯。随后,她搬到华盛顿特区,加入了《国家地理》的员工(最初是助理艺术指导——研究员混合职位,然后是设计师),做了四年自由科学传播者,并于 2007 年回到《大众科学》。Christiansen 演讲和撰写的主题包括调和她对艺术和科学的热爱,以及她对了解 Joy Division 专辑《Unknown Pleasures》封面上脉冲星图表的探索。她拥有加州大学圣克鲁兹分校的科学传播研究生证书,以及史密斯学院的地质学和工作室艺术学士学位。在 Bluesky 上关注 Christiansen @jenchristiansen.com

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