天下武功唯快不破,在极短时间内攻击者发出致命的一击,让对手完全丧失反抗能力,这种在瞬间内爆发出的巅峰之力和速度,正是所有武术爱好者所追求的最高境界。
琵琶虾
相对于人类的拳击功夫,动物界的拳击大师琵琶虾,可以在水中巨大的压强下,以千分之一秒的攻击速度完成致命一“拳”,其速度之快用闪电一词来描绘似乎显得有些苍白无力;更绝的是在瞬间所爆发出的力量峰值平均达到了1500牛顿约合136公斤,一只重30克左右的琵琶虾,居然能爆发出超越自身重量3000多倍的力量,至少在当前动物界中,“功力”如此深厚的“拳击高手”除此之外还没找到对手。
为什么一只几十克重量的琵琶虾,却有着如此神秘而又强大的攻击力量呢?它的身体生理结构到底隐藏着哪些秘密?
琵琶虾
琵琶虾生活于海底礁石或沙滩洞穴中,全世界现存大约在400种左右,大多数分布于太平洋沿岸或岛屿附近,别名螳螂虾、虾耙子、皮皮虾等,外壳坚硬肉质鲜美,以其它甲壳类、鱼类及软体类等水生物为食。
琵琶虾的凶悍和名声早已经引起了科学家的注意,有不少科学家将这一“武林高手”请进了实验室,研究它的行为模式及生理特征。
琵琶虾
武侠小说中的武林高手都有一双鹰一样的锐利眼睛,所谓拳到眼到一招制敌,琵琶虾也传承了这一优势,它长有一双独特结构的眼睛,可以多角度转动的眼球通过眼柄伸出眼眶,2只眼球居然能各自独立转动运作,同时紧盯着不同方向的目标猎物。
琵琶虾眼球由数千个晶状体组织构成,每只眼球有3个视觉中心的深度视觉功能,这种深度视觉功能在某些方面完全超越了人类的眼睛,不但可以多角度掌握抓捕实时动态图像,而且还能侦测到人类肉眼所看不到的紫外线和红外线,对于各种波长的光非常敏感,能识别超过人类10倍的颜色,尤其是它独有的一个功能,是自然界中唯一一种能侦测到旋转电矢量的螺旋形“圆偏振光”的动物,但动物学家认为这种功能可能是仅限于异性之间的信息交流,在不被敌人发觉的情况下异性之间会使用这种光来秘密地传递交配信息。
琵琶虾
眼睛好不好用就看攻击猎物时精不精准,好眼力配合快动作是制胜法宝,但光有快动作没有好用的“拳头”一样不行。琵琶虾的攻击武器算得上是自然界中最为奇特的武器。
琵琶虾的一对攻击武器是专用于捕猎和防卫用途的,叫做附肢,主要有2部分组成,最前端是一个可收拢合并的专用“锤头”,展开可见锯齿尖头,后半部分用来为发动攻击储存能量。
争夺洞穴
琵琶虾“锤头”的攻击速度之快,让普通的摄像机望尘莫及,在科学家的实验室,要想捕捉到它的“出拳”攻击状态,就必须要使用每秒超过二十万帧画面速度的高速相机才行。科学家利用高速摄像机和电脑软件,在水箱中测试了琵琶虾的“出拳”攻击速度为每秒/20米,时间是千分之一秒,显然这样的速度和时间,只是琵琶虾的随意“慢拳”动作,或许是因为对试探物兴趣不足而象征性的攻击一次。不过就算这样的“慢动作”,仍然超过了人们的想象。
尽管这样的速度和子弹有些差距,但别忘了子弹是在空气中高速穿过,而琵琶虾则是在压力极大的海底做出的举动,能够克服水的物理条件限制达到这样的速度,绝对是个不同寻常的能力。
琵琶虾的眼睛
那么琵琶虾的这种爆发式的弹性超能量来自哪里呢?
科学家认为琵琶虾所具有这种爆发式超能量,是储存在附肢后端的“弓形组织”部分,这个组织将事先准备好的能量,通过肌肉和外壳的反弹,施加到前端的“锤头”上,通过对目标的瞬间打击释放出能量。
这种组织结构就像一个能量放大器,将原本很小的力量放大到数千倍,这如同弓和箭的原理,箭在弓的放大作用力下瞬间爆发出较大的能量发射出去,给目标造成很大的伤害值。
那么琵琶虾的附肢能储藏多少能量呢?
琵琶虾攻击猎物
科学家对琵琶虾的附肢使用机械测试仪器来测出能量数据,通过机械力对附肢施压,观察附肢能够承受多少力量完成一个压缩弯曲过程,这个过程就是琵琶虾将储存的力量爆发出去的过程,而附肢所承受的这股机械压力就是储存在后端部分的能量。
科学家通过电脑软件和测试仪器的分析,测得一只琵琶虾的附肢所储存的能量超过了30牛顿,相当于一只几十克的琵琶虾举起3千克的重物,显然这样的力量相对于这样的动物,绝对是让人惊叹不已。
测试琵琶虾攻击力道
科学家将琵琶虾的附肢用电脑建立了一个3D模型,通过模型系统性地分析附肢各部分在受到压缩时的受力分布数据,确定了能量储存的部位和爆发释放能量时的原理。
在研究中科学家还发现了一个极为不寻常的有趣现象,发现琵琶虾的武器在对目标实施打击的一瞬间,“锤头”和打击目标的接触点上会发出光亮,这个神奇有趣的现象到底是什么原因造成的呢?
琵琶虾的攻击附肢
原来,由于琵琶虾附肢的爆发力量,对目标形成了高速打击和瞬间暴力,打击范围内形成了极低的水压区,打击点会因为低水压和大能量让水分子瞬间分离,产生了超空泡的空蚀效应,空泡分解时就会产生了热能、光和声音,值得一提的是,这种热能的温度在瞬间居然达到7000度,跟太阳表面温度下不多了。所以,琵琶虾的瞬间一击会产生巨大的能量。
琵琶虾的武器在长时间的使用中无疑会造成不可逆转的损伤,“锤头”的磨损在捕猎中会越来越严重,不过这对于琵琶虾而言根本不是问题,每隔一段时间就会换一件新的“外衣”,定期脱去旧壳换装新壳是它们一贯的做法,换一次外壳预示着力量更加强大。
3D模拟附肢
那么琵琶虾这种攻击能力对于防御和捕猎的效果如何呢?
科学家通过潜水跟踪发现,琵琶虾对付甲壳类水生物简直是举手之劳,不管是外壳有多硬的海螺、螃蟹或龙虾,只要被它精准一击,猎物基本上失去了抵抗能力,坚硬的甲壳在重重的一击之下立刻打出一个破洞,猎物多数会立刻晕死过去。
琵琶虾的附肢
琵琶虾属于独居型动物,同类之间有争夺洞穴使用权的行为,高手过招通常在一两招内定胜负,两只琵琶虾最多2个回合2记重拳,就完成了整场战争,要么入侵者成了“主人”的快餐,要么“主人”成了入侵者的快餐,反正至少有一个会死去。
测试附肢存储能量
琵琶虾也不是无所畏惧,在海洋食物链中它的名次很低,碰见对付不了的目标就干脆一不做二不休,直接钻进了洞里逃避,也不是所有的掠食者都拿它没办法,鲨鱼和刺魟都有吃它们的绝招,把嘴贴在琵琶虾的洞口就像吸尘器那样,硬硬地把琵琶虾吸进嘴里,连渣都不剩。
琵琶虾有着超过2亿年的进化史,尽管在身体结构和生理机制上看非常简单,但它利用流体学所产生的空蚀效应,造成了世界上有机体中最大峰力和最快速度。
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