新知｜片脚类动物有最强的大爪，速度“几乎违背了物理定律”

拥有“超强”爪子的雄性片脚类动物—— 一种微小的虾状甲壳类动物，可以说是地球上最快和最有活力的生命体之一。研究人员发现，这种甲壳类动物可以在不到万分之一秒内反复闭合爪子，能产生高能水流和砰的声音。它们爪子的速度如此之快，几乎违背了物理定律。2月9日，相关论文发表在Cell Press细胞出版社旗下期刊Current Biology （《当代生物学》）上。

论文资深作者、美国杜克大学生物学教授Sheila Patek说：“这些片脚类动物真正令人惊讶的地方在于，它们‘游走’在我们认知的边界，即这些小东西可以移动得如此之快而不致于自毁。如果再快一点，它们的身体将会支离破碎。”

虽然片脚类动物是运动健将，但它们却长得毫不起眼。它们很小——只有几毫米长，它们在冰冷的水里茁壮成长，并以死去的藻类和其他动植物为食。

“它们难以被肉眼观察，但当你把它们放在显微镜下时，就会看到宛如‘海藻的纽约市’般的电影场景，这些小生物都在以各种方式相互作用和移动。”Patek说，“这就像是从电影世界里跳出来的东西。”

要测量这么小、这么快的物体的加速度可不是件容易的事。研究人员使用了一种高度专业化的超高速摄像机，并在它们面前悬挂一根人类毛发，引诱这种好斗的甲壳类动物去抓。

“我们花了很大的力气来捕捉这种运动。我们无法在野外完成，因为设备太昂贵、太专业了——基本上就是相机界的‘玛莎拉蒂’。一旦我们能捕捉到画面，我们就能看到，当它们猛拍时，产生了一股水射流。”

这些水射流经常会导致气穴现象，即由于水压的快速变化而形成气泡。当这些气泡爆裂时，会释放出大量的能量，大到足以降解用于船只螺旋桨的钢材。可千万别小看了这些小气泡，它们不但可降低机器的效率，产生震波，其破裂时产生的力量甚至能在与其接触的金属表面“炸”出小洞来。

“气穴现象是一种非常强大的效应。这是地球上最活跃的事件之一。”Patek说。“这些微小的生物可以引发这种现象，是很了不起的。”

尽管研究人员能够量化片脚类动物抓咬的机理，但它们为什么要这样做仍然是一个谜。

“它们的爪子占了雄性动物体重的1/3。”Patek说，“我们想知道为什么它们会在这种行为上投入这么多，是由于雌雄互动还是领土争端？这是我们想弄清的目标。”

研究人员还希望探索片脚类等生物如何将物理学推向极限，这可能会为工程师和设计师提供灵感。

“工程学和生物学之间有一条双行道。有时我们会在自然界中发现一些工程无法做到的事情，有时工程师会帮助我们弄清楚自然界中某些东西是如何工作的。” Patek说，“从进化的角度考虑设计是很重要的，生命有数百万年的时间来适应。”