神奇的螳螂虾

张守忠

在水深30米的珊瑚丛中，一只15厘米长的螳螂虾正一动不动地蛰伏在洞穴里面，不一会儿，一只珊瑚蟹漫游到螳螂虾的巢穴旁，这只螃蟹毫无顾忌地横行着，浑然不觉危险就在眼前。看到猎物出现，螳螂虾开始兴奋起来，不停地挥舞着一对触须，悄悄举起一对巨大的桨状肢，然后闪电般地扑向这只螃蟹。随着两个快得难以察觉的击打动作和“砰、砰”两声巨响，珊瑚蟹厚厚的甲壳上已开了两个大洞。看到这一幕，无论你多镇静，都会被惊得日瞪口呆。

拳击冠军

人们不禁会问，这样一个小生物是如何在瞬间积聚起如此大的力量的呢?生物学家近年来揭开了这一秘密。为了捕捉猎物和打败竞争对手，螳螂虾利用它强有力的弹发能力和连杆“手臂”，成为了动物王国中击打速度最快的拳击冠军。

螳螂虾属于甲壳纲，口脚目动物，栖息于世界各地的近海水域中。螳螂虾既不是虾，也不是螳螂，而是兼有二者的特点。其身体由虾状节腹部、甲壳、游水足、触须和巨大的螯状附肢组成，它的附肢看上去就像一把折叠刀。就外形来看，与陆地上的螳螂非常相似，因而得名螳螂虾。生物学家的分类方法，主要有两个种类：矛肢螳螂虾和锤肢螳螂虾。矛肢螳螂虾的附肢呈尖头状，用来刺扎游鱼；锤肢螳螂虾的附肢顶端呈圆节状，能敲碎动物厚厚的甲壳。

近年来，科学家们对螳螂虾的击打速度进行了量化研究。根据高速摄像机摄录的录像资料，他们发现，螳螂虾附肢的运动速度为每小时80多千米，最高加速度是地球引力加速度的10400多倍。如果一位拳击运动员在拳击过程中始终能以这种加速度进行击打，那么他的出拳速度很快就能达到脱离地球引力所要求的逃逸速度!

科学家还发现，螳螂虾释放的击打能量是其“手臂”肌肉所能产生力量的100多倍。为了积聚这种爆发力，螳螂虾利用弹缩和追猎手段慢慢积聚肌肉能量，然后将这一能量突然一下子释放。

一般来说，包括食肉鱼在内的许多肉食性水生动物都有追猎本能，这种本领能让食肉鱼的嘴迅速张开，然而，螳螂虾的弹缩肢(储存肌肉能量的一段壳质桨状肢)却是独一无二的。螳螂虾将桨状肢末端的肌肉组织紧紧挤压在一起，导致肌肉隆起，追上猎物后，螳螂虾的桨状肢便迅速恢复到原来的形态，然后以爆炸性作用力将其肢端向前猛推。弹发力实际上来自将螳螂虾的肢端与“手臂”其余部分连接在一起的杠臂。

当螳螂虾用肢端快速击打目标物时，在其肢端和被击打物表层之间会产生一种不同寻常的气泡，这些气泡迅速塌缩。录像资料显示，螳螂虾毁灭性打击效果正是由这种被称作气穴现象的巨大力量造成的。气穴现象往往是毁坏汽艇推进器的罪魁祸首。我们看一下，造成汽艇毁坏的气穴现象是如何形成的。由泵机和船推进器产生的漩涡常常会导致出现涡流气穴，当汽艇劈开水面在水里快速秽动时，其尾流的压力就会低于水的气压，此时移动物附近的水实际上是沸腾的。当周围的水恢复到常态时，由高压和汽泡塌缩形成的作用力足以在不锈钢等硬物表面撞出许多小坑。

螳螂虾用肢端击打物体时形成的空化汽泡半径从二分之一厘米到数百厘米不等，在这个半径范围内，每平方厘米的压力能达到数百千克。当汽泡从其产生的低压区域漂出来时，高压会将其缩小，其不断缩小的体积促使汽泡内的压力和水汽温度不断升高。这种高热、高压水流能给物体造成毁灭性的破坏。因此，在螳螂虾肢端与猎物壳体之间形成的空化汽泡在击毁坚硬目标物方面起着至关重要的作用。当然，空化汽泡同时也给螳螂虾自身带来了一些麻烦，螳螂虾的肢端常常会出现一些麻坑和损伤，它的部分肢端表体损伤严重时甚至无法直接击中猎物，这一切都是空化汽泡造成的。然而，无论这种伤害有多严重，螳螂虾都会通过周期性地蜕去外骨骼来修补这种损伤。科学家认为，螳螂虾的快速击打动作和由此产生的气穴现象是螳螂虾之所以能够敲碎甲壳动物坚硬外壳的两个主要原因。

最复杂的眼睛结构

螳螂虾在动物王国中除了拥有拳击冠军这一绰号外，它还有另一个世界之最，它拥有世界上最复杂的眼睛结构。它的眼睛结构之所以如此复杂，与它的栖息环境有着密不可分的关系。螳螂虾往往栖居于较深的黑暗水域内，在这个水层内渗透进来的光线呈暗蓝色，为了能看清周围的物体，螳螂虾的眼睛进化得越来越复杂。

与昆虫和甲壳类动物一样，螳螂虾也是复眼结构，这种眼睛结构与脊椎动物的眼睛有很大不同。一种观点认为，螳螂虾眼睛中的每个色素都能对一种色彩产生反应，就像人类耳蜗中的毛细胞能对一种音频产生反应一样。在这种情况下，较大的色谱范围能让它看见更多的颜色。

毫无疑问，螳螂虾能看见色彩，其色觉范围可以覆盖人类所能看见的所有光谱，并且还能看见我们人类看不见的紫外线和红外线，某些螳螂虾的色彩分辨能力甚至能达到16种。至于螳螂虾是如何观察世界的，科学家们仍不得而知，因为他们至今仍未摘清楚螳螂虾的眼睛是如何工作的。

螳螂虾独特的眼睛结构使得它们能看见偏振光，许多动物也有这种视觉能力，比如，某些蜘蛛、昆虫和候鸟等，鸟儿甚至还能利用偏振光来导航。然而，螳螂虾不仅能识别线偏振光，而且还能看见圆偏振光(这种光波呈螺旋状传播，或者向左旋，或者向右旋)。螳螂虾这种独特的视觉能力归因于其复眼中有6排数量众多的小眼。基于光觉细胞在一些小眼中的排列方式，澳大利亚昆士兰大学感光神经生物学家贾斯廷·马歇尔认为，螳螂虾这种独特的视觉结构让它们能看见圆偏振光。

于是，马歇尔和他的同事对螳螂虾进行了测试，以便弄清这种甲壳类动物能否分辨各种不同的光线。结果他们发现，4种螳螂虾中有3种能够正确识别左旋圆偏振光，而在另外3种螳螂虾中有2种能分辨右旋圆偏振光。马歇尔认为，螳螂虾的圆偏振光视觉在寻找配偶过程中可能起着非常重要的作用。由于螳螂虾的甲壳中含有大量糖分，因而它们的部分甲壳能反射圆偏振光，看上去就像闪闪发光的珠宝。螳螂虾利用圆偏振光与潜在配偶进行交流时不易被掠食者发现，因为其他动物可能看不见这种特殊光线。