粘糊糊的ha鱼如何将自己捆绑在一起 - 并在鲨鱼袭击中幸存下来

新奥尔良,路易斯安那州 -当人们说他们全都陷入困境时,他们并不是真正的意思。 对于hagfish来说情况并非如此,这是一种无颌,有弹性的生物,它将自己束缚成pretzellike曲折以撕裂它的晚餐。 哈鱼最为人所知的是它们的粘液,它会掠过任何试图吃它们的掠食者的鳃,导致攻击者将它们吐出来而不受伤害。 但是,hagfish还有其他不同寻常的特性:研究人员本周在综合与比较生物学学会年会上报道说,他们可以通过极其狭窄的空间挤压,并在​​未受损害的情况下幸免于鲨鱼咬伤。

Hagfish不是典型的鱼 - 它们有软骨而不是骨头和原始的骨骼棒(称为脊索)而不是骨干。 多年来,道格拉斯·福吉(Douglas Fudge)研究了他们的纤维粘液,它们在受到压力时会大量生产。 然后在2011年,位于加利福尼亚州奥兰治市查普曼大学的海洋生物学家看到了一条鲨鱼咀嚼着一只没有划伤的鲨鱼的视频。 它的粘性涂层和坚韧的皮肤是否能够保存?

看了几次视频后,福吉发现直到袭击发生后才发现粘液。 用机器驱动的针头进行的实验表明,皮肤实际上并不足以承受鲨鱼咬伤。 相反,鲨鱼没有受到伤害,因为他和他的同事在会议上报告说,鲨鱼 。 在皮肤下面是一个充满血液的腔体,有足够的空间:Fudge的团队发现它可以在体内充满之前将液体增加35%。 当他们用鲨鱼牙齿的断头台机器模拟咬合时,皮肤刚好折叠在牙齿周围,给予器官充足的空间以摆脱伤害。 但当他们将同一个皮肤直接粘在死去的ha鱼的肌肉上时,牙齿很容易刺穿它。

南卡罗来纳州查尔斯顿学院的生物力学家安德鲁·克拉克说,大多数鱼的皮肤都像“氨纶一样紧密”。 “通过松散,[hagfish皮肤]很难抓住。”他和来自乔治亚州瓦尔多斯塔州立大学的生物机械学家西奥多·尤尼诺和他们的学生一起独立检查和描述了80种鱼类中的几种松散皮肤。 克拉克指出,福吉的作品“与我们正在做的事情完全吻合”。 Uyeno还发现了大西洋和太平洋海鳗之间的重要区别: 在他们的会议上单独报道 。

那些肌肉可以解释一个看似矛盾的问题。 在瓦尔多斯塔与Uyeno合作的生物力学家William Haney说,所有的hagfish都可以与他们的身体形成结,这可能是皮肤松弛造成的另一项壮举。 “解决了缺乏传统颚的问题,”他解释道。 通过扭结成结,ha鱼可以撕掉枯死的腐烂的尸体。 但即使大西洋ha鱼长而细长,而太平洋ha鱼又短又粗, 。 哈尼今天在会议上报告说, 总共 。

另一种不同寻常的行为可以通过ha鱼的生活方式来解释:粘液“鳗鱼”生活在海底,钻入泥浆甚至死鲸胴体以清除食物。 就像章鱼一样,喜欢 - 包括他们身体宽度的一半的缝隙,福吉和他的学生昨天报道。 他们通过弯曲头部,将它们穿过开口,并使它们的身体前后摆动来做到这一点,然后它们形成一个环已经过开口的部分。 这使他们有机会通过他们的身体。

然而,Fudge指出,成功的关键在于松弛的皮肤下充满液体的腔或鼻窦。 当hagfish通过狭缝挤压时,血液被推向尾巴。 福吉说,这种运动可能导致尾巴剧烈膨胀,最终被拉开。 (当一只hagfish首先通过一个狭缝的尾巴,然后它会被一个肿胀的头部卷起来,他补充说。)他认为其他动物挤压狭窄的空间,如章鱼和啮齿动物,可能会采用类似的策略。 “松弛的皮肤有很多功能,”克拉克总结道。

这些Houdini演习可能对工程师有用。 “像所有这一切一样恶心,挤压通过狭窄空间的生物力学可以应用于通过现有建筑和搜索和救援运行电线和电缆,”宾夕法尼亚州西切斯特大学的生物力学家弗兰克菲什说,他不是参与工作。 哈尼希望这种对小型动物如何执行如此复杂任务(包括打结)的新理解将有一天能够帮助设计出能够做到这一点的灵活机器人。