到了吃零食的时间,这种名为Oikopleura dioica 的微型海洋生物就会变得恶心起来。这种滤食性幼形动物体长不到一毫米,会排泄并将自己包裹在一种胶状物质中,形成生物学家称之为“粘液屋”或“鼻涕宫”的东西。 蝌蚪状的O. dioica的微小临时住所堪称生物学奇迹——这种幼形动物利用尾巴创建了自己的泵式过滤系统,能够捕获食物颗粒并将其推向嘴巴。现在,研究人员认为,鼻涕宫内部的流体动力学可能会启发新一代人工泵系统,用于污水处理厂和空气过滤系统。 [相关:这些动物用自己的鼻涕建造宫殿。] 俄勒冈大学生物学研究助理 Terra Hiebert 在 1 月 8 日的简介中说道:“这太酷了。它的结构非常复杂。” Hiebert 及其同事在最近发表于《皇家学会界面杂志》的一项研究中详细介绍了他们的工作。为了更好地了解鼻涕宫的内部运作,Hiebert 的团队前往挪威卑尔根的一个幼虫繁殖设施,使用连接显微镜的高速摄像机分析这些生物的动作。在查看录像时,研究人员注意到O. dioica的尾巴会根据是否到了进食时间而改变职责。当它在海面附近游泳时,尾巴会左右扭动以推动生物在水中前进,但一旦进入粘液宫,情况就不同了。 一旦被包裹在胶状物质中, O. dioica的附肢实际上会在多个位置接触内部。当尾巴在这些时刻摆动时,动物几乎不会移动。相反,根据俄勒冈大学的说法,尾巴会“像尼龙搭扣一样”从外壳中伸出和脱开,鼻涕宫随后像气球一样膨胀,附近的颗粒会聚集在表面。每次运动都会推动这些颗粒前进,最终朝着幼虫嘴巴的方向。一旦粘液过滤系统堵塞而无法正常运作, O. dioica就会脱落它的临时餐厅,然后沉入海洋并最终腐烂。大约 3 到 4 个小时后,幼虫会重复整个过程。 尽管O. dioica的结构符合蠕动泵的要求,但它并不是最常见的设计。通常,蠕动泵的流体运动源自外部压力,例如结肠收缩以推动废物。然而,在鼻涕宫中,动量来自泵本身,通过幼虫的尾巴。研究人员认为,设计师可以采用这种替代设置来设计新的废水处理厂或空气过滤系统——假设将任何活动部件放置在泵内可以保护整个装置免受磨损。 如果事实证明确实如此,那么城市规划者们就该感谢鼻涕宫,因为他们拥有更清洁、更高效的市政供水设施。 |
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