鱼的游动力从何而来?
【美国《科学新闻》周刊文章】题:鱼怎样游泳:肌肉的秘密
像瞪羚躲避食肉动物捕杀时的仓促逃窜,或者季节性迁徙时艰难地穿越海洋,鱼用不同的肌肉产生不同的前进力。研究人员现在第一次指出了鱼怎样利用其中一种肌肉能像鹰直冲云霄一样毫不费力地在水中游弋。
费城宾夕法尼亚大学生物学家劳伦斯
·罗姆说,这项新研究与广为接受的鱼如何将肌肉收缩转变成游动力的理论相矛盾。归根结底,问题是力量:鱼在什么部位产生游动力,而这种力又怎么传至鱼尾上去的。
鱼用两条充满血液的“红”肌肉(身体两侧各一条)驱动身体呈波浪状不停地游动。普遍的理论认为,红肌肉前部的收缩产生游动的力量。而中部和后部的肌肉则更像是卡车的主动轴:发动机的功率(前部红肌肉)传送至后轮上(鱼尾部)。
罗姆说,他通过首次直接测量了鱼产生游动力的部位和分析了产生力的机理,推翻了上述理论。他的实验表明,不停游动的动力主要来自鱼体上的主动轴——最靠近尾部的红肌肉区域。罗姆和同事们将这份研究报告发表在7月16日的《科学》杂志上。
这些研究人员第一次测量了在水中“踏车”上游动的尖口鲷红肌肉的力学运动和电特性。他们利用这一信息在实验室中用尖口鲷的肌肉组织建立了红肌肉运动模拟系统。这使得该研究小组能将测力装置直接连接在红肌肉上,而这在整条活鱼身上是做不到的。
罗姆的研究还有助于解决50年之久的“格氏难题”:鱼肌肉“发动机”的马力总是低于鱼在海洋深处既快又远地游动所需要的计算值。例如,一条20磅重的金枪鱼可以以20节的速度不停地游动,在紧急时刻可达40节,而肌肉产生的功率也不过1.5马力
伍兹霍尔海洋研究所的马克·格罗森鲍是另一个科学家小组成员,这个研究小组制作了一条机械金枪鱼,用以检验水中生物如何能高效驱动前行的几种理论。该小组将用这条机械金枪鱼来验证罗姆的研究结果

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