小螳螂虾打出致命一击

的螳螂虾是一种五颜六色的海洋生物，有着可怕的左勾拳。还有一记有力的右钩拳。

这种甲壳纲动物在动物王国中拥有最强大的拳力。它们站立起跑时，可以以高达75英尺/秒的速度迅速伸出球杆一样的前腿。一项新的研究发现，虾幼虫在出生后不久就学会了这些致命的打击。

成年螳螂虾发出这些强大的打击是为了捕食或战斗。它们会击昏或杀死螃蟹、软体动物或其他猎物。但它们也会用它们的附属物作为武器，与其他螳螂虾争夺食物或洞穴。

“在弹簧和锁扣的帮助下，它们能够产生如此惊人的速度，”杜克大学生物学博士候选人、该研究的主要作者雅各布·哈里森向“拥抱树者”解释说。“就像弓箭一样，这些虾可以通过弯曲外骨骼的部分将弹性能量储存到它们附属物中类似弹簧的元素中。然后，它们可以通过松开门闩释放储存的势能，弹簧将恢复原来的形状，推动手臂向前移动。”

研究人员知道这种机制是如何工作的，哈里森说，但他们对它是如何发展的几乎一无所知。他们不知道它在年轻的螳螂虾中是多早开始的，也不知道它与成年螳螂虾的强大系统是否不同。

研究微小生物

研究小组前往夏威夷收集和研究菲律宾螳螂虾(Gonodactylaceus falcatus)．但这确实不容易。

“这相当困难。我们把灯插在靠近成虫栖息地的水中，等待它们出现，以此来收集幼虫。在幼虫的后期，幼虫是积极的趋光性(被光吸引)，所以它们会像飞蛾扑火一样趋光，”哈里森说。

但他们必须从收集到的生物中筛选——包括螃蟹幼虫、虾、鱼和蠕虫——才能找到螳螂虾。他们还从一只怀孕的雌性螳螂虾中收集了卵子，并在实验室中饲养。

“为了拍摄这些撞击，我需要一台特殊的高分辨率高速相机，以每秒2万帧的速度拍摄。我还设计并建造了一个定制的装置，这样我就可以在水中悬浮幼虫，同时让它们处于相机和镜头的视野内，”哈里森说。“我们花了一年多的时间来排除不同的故障，但最终我们得到了它。”

他们发现，幼虫螳螂虾的攻击机制与成年螳螂虾非常相似，它在孵化后9-15天左右发育，这是它们的第四个幼虫阶段。小虾在这个阶段大约有一粒米(4-6毫米长)那么大。它们的附属物只有大约1毫米长。

“尽管如此，罢工对这么小的东西来说是相当快的，它肯定没有我们预期的那么快。这很有趣，”哈里森说。“这突出表明，这些系统可能存在一些有趣的限制。”

它们比研究人员预测的要慢，但仍然快得令人难以置信。换句话说，小虾的手臂加速速度几乎是一级方程式赛车的100倍。但结果与“越小越快”的预期相反。

研究结果发表在《实验生物学杂志》上。

快速的好处

研究人员说，这种有力的拳击行为似乎是天生的，而不是后天习得的。他们在实验室里培养的幼虫知道如何攻击，而且它们从未与成年螳螂虾接触过。

“当你真的很小的时候，很难提高速度。所以你需要能够非常快地加速。弹簧可以让你做到这一点，这是肌肉做不到的，”哈里森说。“如果你想在液体中移动而不消耗太多能量，或者在猎物游走之前抓住它们，速度很快真的很有帮助。”

“我认为最酷的是，这些幼虫是透明的，所以你可以看到在附属物内工作的一切。这是非常罕见和酷的，”哈里森说。“大多数生物的肌肉上都有不透明的皮肤或外壳，但在这里我们可以看到一切。它使我们能够提出关于生物弹簧锁存机制的真正有趣的问题，这是我们以前无法提出的。”