头顶鞋印的吸盘鱼,有何神奇本领能骑

在海底的一片神秘海域,一艘沉没的轮船的铁皮上,密密麻麻地挂着一堆身体细长的鱼。这时,一只鲨鱼从远处游来,其他的鱼都吓得四散奔逃,但是这些鱼却一个接一个勇敢地冲了上去,你以为它们要和鲨鱼打一架?当然不是,借助着较小的体型,它们迅速接近鲨鱼的腹部,然后往上一靠,直接变成了鲨鱼的挂件,搭着鲨鱼的顺风车开始游历海洋。

这种鱼就是鮣鱼,也被叫做吸盘鱼,号称是世界上最懒的鱼,因为其它鱼不管怎么样,起码游泳都还靠自己,但是吸盘鱼连游泳都不想,找准机会就往其它大鱼身上一贴,搭乘起了免费的公交。

头顶有个“拖鞋印”

这种鱼最大的特征就是扁平的脑袋,上面好像还被人踩了一脚似的,留下了一个“拖鞋印”。它们的下颚比上颚还长,从侧面看就好像长反了一样,但它们的奇怪头部才是它们赖以生存的法宝。

它们头顶这个“拖鞋印”其实是由它的背鳍演化而来,变成了一种吸力强大的吸盘,而且这个吸盘还是被动式的,只要吸住了,吸盘鱼就不用再耗费精力去管它。

吸附到潜水员身上的吸盘鱼

借助这个吸盘,吸盘鱼能毫不费力地吸附在鲨鱼、鲸鱼、海龟这些游泳能力强大的动物身上,甚至有些时候它还会吸附到轮船船底和潜水员身上。

通过“搭便车”的方式,它们满世界的旅游,广泛分布在热带和温带海域,所以也有人叫它们“免费旅游家”。年,我国青岛胶州就有渔民就抓到过两条吸盘鱼,最后被鱼行老板以每条一千元的价格收购。

不过吸盘鱼也不是完全的不干事,在海洋生物身上,总有一些寄生物,海洋动物又没有灵巧的双手,不能自己解决,而吸盘鱼的部分食物就是这些寄生物,能够帮被它吸附的动物清理身体,这也算是交了车票吧。

以往科学家们认为吸盘鱼的寄生是一种偏利共生,也就是不会伤害宿主,但也不带来好处,在发现吸盘鱼还会帮忙清理寄生物后,就把它的行为归于互利共生。只不过动物不会说话,也不知道它们对身上不请自来的这些个“挂件”有什么看法。

吸盘鱼除了吃寄生物,更重要的食物来源还是宿主的食物残渣,而且它是一种肉食性鱼类,所以更喜欢寄生鲨鱼这样的掠食者。吸盘鱼也不是挂在宿主身上后就永远当挂件了,在抵达一些食物丰富的海域时,它就会自己解除吸附,游出去饱餐一顿,然后等着下一只宿主的到来。

吸盘鱼的超强吸力

据说,哥伦布在发现新大陆时,就在古巴沿岸见到了当地渔民们利用吸盘鱼来捕鱼。他们会饲养吸盘鱼,在出海时就在吸盘鱼的尾巴上系上绳子。吸盘鱼下海以后,就会自己寻找能够寄生的大鱼。

等到它吸附到鱼身上后,人们就慢慢将绳子拖回,吸盘鱼见到阳光,它们就会自己解开吸附,而渔民们早就在周围等候多时,毫不费力的就能捕到大鱼。在结束捕捞后,渔民们还会给吸盘鱼一块肉作为奖赏,吸盘鱼对于这些渔民,就如同猎犬对于猎人一般,即使到了今天,在非洲东部、古巴沿海、马达加斯加岛屿等地,仍然有渔民利用这种方式捕鱼。

吸盘鱼的吸盘怎么会这么厉害?似乎吸盘鱼只要轻轻一贴,就能直接吸在各种生物身上,扒都扒不下来,这头顶的一个平平无奇的“鞋印子”怎么就能产生强大的吸力呢?其实,别看它这吸盘长得像个鞋印,设计却十分精巧,甚至超过人类精加工的产品。不仅能吸附各种或光滑或粗糙的表面,还能在空气和水里进行吸附。

在这吸盘的边缘,好像“鞋印圈”的组织,被称为唇圈组织,非常柔软,而里面有着很多排连续的鳞片沿着中间的鳞条整齐的生长,就像“鞋印的纹路”,这些鳞片其实长进了吸盘鱼的肌肉里,通过肌肉的运动,吸盘鱼可以控制这些鳞片的抬起和落下。而在鳞片的顶端,还有向后的硬质小刺,用来增大摩擦力和吸附力。

吸盘鱼吸盘的特殊构造

在贴到宿主身上后,柔软的唇圈组织将会和宿主皮肤表面接触密封,并产生一些粘液来增强密封性。而鳞片在肌肉的控制下向上抬起从而扩大内部的体积,产生负压,此时外部环境的气压或水压就会将吸盘鱼紧紧压在宿主身上。

吸盘鱼的吸盘力量到底有多大呢?有人做过实验,发现一只60厘米长的吸盘鱼,竟能承受10公斤的拉力,这样可能不太直观,举一个不太恰当的例子:想想你家的挂钩,能不能挂上一袋10公斤的面粉多久不脱落呢?一只吸盘鱼最大能长到1米长,而且随着它们头顶的吸盘越大,产生的吸力也就越强。

吸盘鱼带来的科学启示

吸盘鱼的“拖鞋印”能够产生强大的吸力,自然也给了科学家们灵感。以往,水下机器人的研发存在着一个难题:无法在水中自主抓取。通过研究吸盘鱼的吸盘结构,在年时,北京航空大学就联合哈佛大学和波士顿大学开始采用3D打印技术制造海底机器人。

借助高精度的激光打印技术,加工出了极为精密的吸盘结构,比如模仿吸盘鱼的锥状小刺,底部直径微米,顶端1到5微米,而一根发丝可能就有60到90微米,在吸盘内部拥有0个这样的小刺。而精密加工出来的吸盘性能也很优秀,在光滑的表面吸附力相当于自身重量的倍,即使在粗糙的表面上也有自身倍的吸附力。而且还能像吸盘鱼那样,不会给吸附表面造成伤害。

而在今年五月份,北京航空大学更进一步,研发出了能飞能游泳,能够在空气和水中都保持吸附能力的无人机,这种无人机在吸附状态下能大大减少能量的消耗,比空中飞行能量消耗减少约50倍,比水下潜航减少了约19倍。对于各种开放环境中的观测调查都有着广阔的前景。

从吸盘鱼身上得来灵感制造的无人机

吸盘鱼虽然身长不过一米,但脑袋上这个神奇的吸盘却是精妙无比,自然进化而来的动物,都有着许多奇妙的本领,对于人类的科学发展有着重大意义。

参考资料《鮣鱼与鲨鱼》湘泓《免费旅行家——鮣鱼》李淑君《仿生软体吸附机器人:从生物到仿生》李磊《海底AI革命中的仿生机器人》跨水空“飞行”的吸盘鱼!北航成果登上《科学·机器人》北京航空航天大



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