为什么鱼在水中迫在眉睫时会消耗更多的能量?

原始标题:为什么鱼在水中时会消耗更多的能量?
加里波第鱼漂浮在南加州圣克莱门特岛附近的水中。图像来源:海洋研究所Scripps
您是否曾经在水族馆见过这样的场景?鱼仍然漂浮在水中,没有移动,就好像它们被魔术扔了,而不是在鱼的鳍上移动。长期以来,科学家一直认为这是鱼类的最费力的休息位置,但是最新的研究消除了这种看法:浮鱼实际上燃烧了两次能量!背后有一个关于精致的平衡,进化和流体力学游戏的故事。
几乎所有无骨鱼都有一个神奇的“ gly”,它们的身体隐藏着:鱼膀胱。充满气体的囊肿器官几乎具有完美的中性动力鱼。以及潜艇通过调整水箱来控制和舰队,鱼可以通过重新获得水中的“悬架模式”钉或膨胀鱼膀胱。但是,这种看似完美的设计隐藏了悖论。鱼膀胱提供的空转性中心通常与鱼的鱼的重心不符。想象一下一个充满水的气球,绑在棍子的一端。棍子的另一端是您的手:您必须不断调整手臂的角度,以将设备垂直悬挂在空中。浮动时,鱼在类似的情况下处于类似的状态。他的游泳vexigas通常面对身体,其重心几乎位于身体的中心。这些结构性的“自然缺陷”使它们有跌落,滚动甚至“漂流”的风险。
为了发现有关浮动的真相,科学家将13种鱼类放在特殊的水箱中,并使用喀麦尔塔速度捕获了每种微妙的浮动运动。结果令人震惊。这些鱼显然进行了高频的“无形运动”。胸部的螺纹轻轻地挥动了几次第二,背面和尾鳍不断调整,以及用脚手指保持平衡的芭蕾舞舞者。
更加精致的是,不同鱼类的“平衡策略”具有其独特的特征。对于带有胸部螺纹背面的鱼,似乎有一个“控制杆”,可以使您更有效地调节姿势。长鱼的大小必须支付更多的能量来打击水流干扰。同时,这些美丽的圆形鱼以其紧凑的人物在浮动世界中已成为“节能的专家”。
流动过程中鱼类的代谢率是休息或休息的鱼数的两倍。这种消耗能源的高生存策略实际上是数百万美元的进化结晶。例如,高速巡航中良好的鱼的车队效率较低,但乍一看,它们显然是固定的尸体是弹簧的强度,可以穿过水形的水。生活在复杂的珊瑚礁中的鱼类以更圆形的形式发展,牺牲流动过程中的稳定速度,并可以默默地等待大坝到达门。这些是在自己的体内写的生存智慧守则。
这一发现不仅刷新了我们对鱼类行为的看法,而且还为海底机器人设计提供了新的想法。传统的潜艇机器人经常继续通过螺旋桨漂浮。这不仅消耗能量,而且还使损害海洋生物更容易。模仿浮动鱼机制的机器人可以通过智能结构设计和动态调整鳍片来实现复杂的环境,例如珊瑚礁。精确任务。 (Zhang Mengran记者)
(编辑:Hao Mengjia,Li Yihuan)
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