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Nov. 27 2013

謎底揭曉:海馬的頭型為什麼那麼奇特?

  • 謎底揭曉:海馬的頭型為什麼那麼奇特?

    謎底揭曉:海馬的頭型為什麼那麼奇特?

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撰文:Liz Langley

 

要怎麼樣才能達到90%的獵捕成功率?

 

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一項新研究指出,就海馬而言,牠的頭型和牠祕密的接近方式與閃電般的速度,能為牠獵捕到一頓大餐,內容是一些海洋中最令人覬覦的獵物:橈腳類動物。

 

這隻長吻海馬在2006年於西班牙馬略卡島被人發現。
圖片提供:Visuals Unlimited/Corbis

「海洋中每種動物基本上都想要獵食橈腳類,」研究論文作者、美國德州大學奧斯汀分校海洋生物學家布萊德・蓋莫爾說(Brad Gemmell)。「牠們已經演化出一些令人讚嘆的方法來避免遭到捕食者捕捉。」

 

這些法寶包括敏感度與速度。橈腳類是一種微小的甲殼動物,牠們看不見影像,所以仰賴對海水擾動的卓越敏感度來感覺靠近的捕食者。

 

一旦察覺到捕食者,牠們就會火速離開現場。

 

「牠們的反應時間之短,是動物王國中數一數二的,」蓋莫爾說。從牠們感覺有動靜到逃跑,大約只有二到三毫秒的時間。牠們的速度能讓牠們在一秒內移動超過500個自己身長的距離。

 

要捉到那麼迅速的獵物,動作就必須比牠更快一些,而一項稍早的研究指出,在風平浪靜的情況下,海馬比其他的魚更擅於捕捉橈腳類。蓋莫爾說,海馬獵捕的成功率有90%,其他捕食者則只有30%到40%。(欣賞〈第一支罕見鮮豔海馬的影片〉。)

 

這個重大的線索引發了一個問題:為什麼海馬是如此高超的捕食者。這份新研究指出海馬的頭型「能創造出一個擾動極小的範圍,讓牠們得以非常靠近極為敏感且難以捉摸的橈腳類動物,」蓋莫爾表示。

 

迅捷的海馬

 

這似乎與我們的直覺相反:海馬的頭看起來比其他那些較光滑的魚還來得笨重,但是牠們擁有一種稱為樞軸或吸管的攝食方法,這是海龍魚科的特徵,這一類的魚包括海馬、楊枝魚和海龍。

 

海馬的口部上端狹窄、細長且呈圓形;由於海馬很小,在水中產生的擾動也較小,讓牠得以前進到距離一個橈腳類動物一公釐以內的地方。接下來海馬就會將獵物吸入並不比獵物大上多少的口部。牠還會將口部從上端較粗的地方身展出去,並且「往前及往上擺動,在大約一毫秒的時間內捉到獵物。」(延伸閱讀:〈海馬如何演化到「站著游泳」的境界〉

 

所以即使敏捷的橈腳類動物脫逃只需二或三毫秒的時間,也敵不過海馬進擊的一毫秒。

 

「只要海馬離得夠近,橈腳類動物的命運大概就已經決定了,」蓋莫爾說。他的研究刊登在11月26日出版的《自然通訊》(Nature Communications)期刊中。

 

根據這項研究,軸上肌(沿著脊椎骨的肌肉)的大塊肌腱「被假設成用來儲存及釋放能量,加速頭部的動作。」

 

研究人員使用高速數位技術捕捉到小海馬的動作,並把攻擊區水流擾動的情形做成3D圖像。他們也將海馬標本用於在水槽試驗中,這種試驗方法讓他們能夠控制水流,如此一來,任何擾動都一定是海馬的頭造成的。

 

「試驗結果顯示,低擾動的區域還是會出現,即便海馬是死的也一樣,所以光是有頭的形狀就夠了,」蓋莫爾補充道。

 

平靜的海象很重要

 

蓋莫爾指出,海馬在較為動盪的環境中獵食的成功率較低,而其他魚類則能較輕鬆地捕捉到橈腳類動物。海馬緩慢、從容的祕密行動在深水和珊瑚礁等較為平靜的環境中才會有用。

 

研究把海馬的頭在水中創造的穩定空間稱為「安定區」,它與其他因素結合起來,對橈腳類動物相當不利。

 

看來橈腳類動物不太熟悉「暴風雨前的寧靜」這句俗話。

 

臉書推特上關注麗茲・朗格利。

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