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1米之內,射水魚為什麽能百發百中?

鉛筆長的射水魚,以水為箭,能射殺3米之內的獵物。1米之內的目標,幾乎百發百中。

射水魚成天在水面附近遊蕩,不時掃視水面上的世界。看到停留在岸邊樹枝上的蒼蠅、蜻蜓或蜘蛛,甚至是小蜥蜴,只要在射擊範圍,立刻含水噴射,擊落獵物當晚餐。如果靜止的獵物被驚起,射水魚還會再補壹箭,擊落已經飛到空中的獵物。

世界上***有33600種魚類,大家都生活在水裏,但是以水為箭的魚只有射水魚壹種。

射水魚為什麽能以水為箭?

射水魚個頭不大,最大的魚能長到30厘米長,水族館裏的射水魚通常只有15厘米。巴掌大小的射水魚身體非常單薄,扁扁的肚皮,大大的眼睛,尖尖的嘴。發射水箭的尖嘴,像精密打磨的彎弓,簡單高效,每壹個細節都為射出最有力的水箭而設計。

上圖是射水魚尖嘴的內部結構,上顎有壹個倒V型的凹槽,下面是切合凹槽的舌頭。堅硬的舌頭配合凹槽,能夠調整出不同大小的水箭道孔。含在嘴裏的水通過道孔射出,推動水箭發射的動力由突然合攏的魚鰓蓋提供。

會射水有啥稀奇的,吐口水誰不會啊。妳含壹口水,撅起嘴唇,腹腔用力,也能把水射成箭。不過當妳嘗試著射殺頭頂的蒼蠅時,妳會發現發射水箭不像想象中那麽簡單,重力是妳最大的敵人。而射水魚射出的水箭卻能抵抗重力,擊中頭頂1米之外的目標,更為厲害的是,水箭的力量還非常強大。射水魚發射水箭的功率達到每公斤肌肉3千瓦(3 KW/Kg)。而脊椎動物的最強爆發力,也就是在最短時間內肌肉收縮輸出的最大功率為每公斤肌肉0.5千瓦(0.5 KW/Kg,藍胸鵪鶉起飛時胸肌的平均輸出功率約為0.4KW/Kg)。

為什麽射水魚能超過肌肉的極限力量發射水箭?原因不是它長了不壹樣的肌肉,而是它有讓水箭在空中加速的本領。當水箭在空氣中運動時,重力會拖累水箭減速,可是高速錄像機拍下的水箭軌跡卻顯示:射水魚的水箭能在空中加速。

上圖是擊殺蜘蛛的水箭,可以清晰看到水箭的變化軌跡。水箭跟弓箭完全不同,弓箭箭頭越尖利越好,削尖的箭頭受到的空氣阻力小,阻力越小飛得越快。而水箭的箭頭卻越變越大,起初細細的水箭在接近蜘蛛時已經變成了壹個水球。

射水魚發射水箭,剛出口時速度不快,接下來它會調節嘴巴裏發射水箭道孔的大小,減小開口增加速度,讓水箭尾端的液滴跑得比前端更快,後面的水滴追上了前面的水滴,形成壹個膨脹加速的水箭箭頭。當水箭擊中目標時,高速的水球大力撞擊蜘蛛,把它打翻入水。通過後面水滴追趕並且撞擊前面水滴的方式,水箭能量持續積累擴大,超過了只憑借肌肉發射水箭所能達到的極限力量。

射水魚壹口水能射出7支水箭,還能根據獵物的大小調整水箭的力量,精準攻擊,不會白白浪費自己的能量。

定位本領

除了專業發射水箭的口器和加速技能外,射水魚還有壹種能精確定位獵物的天賦。

當藏身水中的射水魚仰望天空時,視線看到的昆蟲位置和昆蟲的實際位置有壹個偏差。由於光線在空氣和水裏的不同傳播速度,光線進入水裏會產生折射。當光線垂直入水時,沒有折射,而只要光線稍微有點兒偏轉,就會產生折射。也就是說,當射水魚看到頭頂正上方的昆蟲時,視線的位置是昆蟲的實際位置,除此之外,都有偏差。

左圖中,由於光線偏轉,射水魚視線中的蜻蜓位置落後於實際位置。射水魚只有像右圖所示,攻擊正上方90?的獵物,才是所見即所在的準確位置。但是事實並非如此,射水魚能從58?到102?大範圍攻擊獵物,光線折射對它來說不是難題。

射水魚有雙靈活轉動的大眼睛,它的眼珠能在眼窩裏滾動。當它選定獵物後,不用扭頭,只要轉轉眼珠,就能讓獵物的圖像落在視網膜上的特定區域(黃斑中心凹區域),這是視覺最敏銳的部位。

視線鎖定獵物後,射水魚不需要計算光線偏差就能確定昆蟲的實際位置。它的定位本領至今生物學家也沒有研究透徹,只能歸於它的天賦傳承。或許射水魚的基因裏刻錄了壹段補償光線折射的視覺基因,讓它能壹眼看清光線穿越水和空氣時產生的視線偏差。

射水魚的視覺有多強大?射水魚不僅僅認識它的獵物,它還認識照片中的人臉,會沖認識的人臉噴射水箭,而不理會不認識的人臉。當人臉照片旋轉30、60、90度 ,射水魚依然認得出那張臉。扭轉90度都不影響視覺判斷,在射水魚的眼睛裏沒有扭曲的世界。

在拼搶獵物的路上,射水魚練就了壹套武功,能在獵物落水的同時就抵達落水點。聽起來有點兒不可思議,射水魚在發射水箭的時候就計算好獵物的著陸點和時間,然後在擊中獵物的壹瞬間開始沖向目的地,這樣才能跟獵物同時抵達,收獲獵物。

射水魚的計算能力和反應速度,遠遠超過其它等著揀便宜的魚兒。實驗中,壹只死蒼蠅被隨機拋扔到空中,水中的魚兒都能看到蒼蠅。當蒼蠅開始掉落的時候,射水魚起步沖向預測的掉落地,它不僅能判斷出正確方向,還能預測出掉落時間。如果蒼蠅掉落點距離比較遠,它就跑快點;如果掉落地點比較近,它就跑慢點。保持速度跟蒼蠅同時到達,及時收獲獵物。

射水魚的第壹反應在40毫秒內發生,這個反應能力並不超群,小龍蝦對刺激的反應速度要快得多,10毫秒。但是在40毫秒的時間內,射水魚要根據獵物的高度和速度計算出掉落方向和時間,它的計算速度遠不是小龍蝦可比的。

射水魚發射水箭的時間,跟人類投擲石頭的時間壹樣長。

當我們發現石頭能做武器時,射水魚摸索出水也能做武器。我們的武器推成出新,射水魚的武器精益求精。