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蝠鲼有一个不寻常的防堵塞的嘴过滤器

蝠鲼是为速度和过滤饲料而建造的。

研究人员在9月26日的《科学进展》杂志上报告说,这种空气动力学的海洋居住者使用一种以前不为人知的过滤系统,可以有效地将浮游生物与海水分离开来,这种过滤系统可以防止堵塞并捕获微小的浮游生物。

蝠鲼和许多其他海洋生物一样,都是滤食性动物。它们将浮游生物携带的海水拉到嘴里,软骨纤维阵列帮助它们吞下浮游生物,同时释放海水。加利福尼亚州立大学富勒顿分校的海洋生物学家米斯迪·佩恩-特朗说,对于一些滤食者来说,这个过程就好比给一壶意大利面拉平,让水从里面流过。但对于曼塔斯来说,这个类比并不适用。蝠鲼吃的一些浮游生物小到可以从缝隙中滑过——更像大米而不是厚实的面食壳。而且螳螂不像海绵和苔藓虫那样有黏性的过滤粘液来吸附这些小颗粒。

Paig-Tran和她的同事们对博物馆里的几种蝠鲼标本进行了CT扫描,然后用3d打印出了一种巨型海洋蝠鲼身上的过滤器的复制品。研究小组将模型过滤器放置在一个充满染料的容器中,以跟踪水和类浮游生物颗粒如何通过它。计算机程序也帮助计算不同大小粒子的轨迹。

研究小组发现,蝠鲼的嘴过滤器与厨房里方便的类似物不同。过滤器是由一系列的长,软骨状裂片排列平行,中间有微小的间隙。当水进入蝠鲼的嘴里时,它会在两叶之间流动,形成旋涡,最终从鳐鱼的嘴里溜出来。但是一些浮游生物,并没有被吸入这些漩涡中,而是从肺叶反弹回蝠鲼的食道,被吞食。

科瓦利斯俄勒冈州立大学的理论生物学家、共同作者詹姆斯·斯特罗瑟(James Strother)说:“这种特殊机制的独特之处在于,这些粒子不会像滤滤器一样被滤滤器捕获。”“相反,它们被推离过滤器,所以它仍然是干净的。”

这是蝠鲼的优势。“如果没有堵塞,它们就不必闭上嘴巴,试图清除所有这些小颗粒,”Paig-Tran说。相反,它们可以连续不断地吃东西。

英国林肯大学进化生物物理学家斯图亚特·汉弗莱斯(Stuart Humphries)没有参与这项研究,他说:“这个系统可以让更大的动物在食物更少的地方生存”,因为它是节能的。

这一策略可以为污水处理厂更好的过滤设计提供依据,因为这些工厂无法捕捉到微塑料。受到蝠鲼嘴的启发而设计的过滤器可能会在微小污染物进入水道并伤害野生动物之前将其捕获。

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