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Nat Com:海洋浮游生物让年轻个体掌握方向

摘要 : Nature Communications上的一项研究报告说,被称为physonect siphonophores的具有高度流动性的、像水母一样的生物的群落在海洋中由较老的群落成员有力推进,而较年轻的个体则在前面掌握方向。

Nature Communications上的一项研究报告说,被称为physonect siphonophores的具有高度流动性的、像水母一样的生物的群落在海洋中由较老的群落成员有力推进,而较年轻的个体则在前面掌握方向。不同发育阶段的这种分工被认为是群落成功的关键。

Siphonophores (与水母、海葵和珊瑚相关的凝胶状浮游生物)在所有动物中具有最复杂的群落层面的组织。其中一种,名叫Nanomia bijuga,是贪婪的捕食者,由若干个专门化的、名为 “游动孢子”的个体组成,这些个体相互合作来生存。在群落前面的是一系列在遗传上相同的“游动孢子”,名叫“泳钟”,由该生物被称为“泳体”的推进引擎组成,后者的工作方式像喷气机,通过将水向后泵输来工作。被拖在这个后面的是专门用于繁殖和进食的“游动孢子”。

John Costello及同事采用图像跟踪方法对这种多喷射推进系统在N. bijuga中具体是怎样工作的进行了研究,发现生长在前面的较年轻、较小的“泳钟”用它们的喷射流来操纵群落,以影响其方向。相比之下,较老、较大的“泳钟”提供向前或向后的推力,以在其每天的迁移中来推进群落。这一模式保证群落中的所有成员包括年轻的和年老的都在执行重要任务,也保证它们的发育组织允许进行合作。作者提出,这种简单的和高效的多引擎组织方式可能会影响水下推进车辆的设计。

原文链接:

Multi-jet propulsion organized by clonal development in a colonial siphonophore

原文摘要:

Physonect siphonophores are colonial cnidarians that are pervasive predators in many neritic and oceanic ecosystems. Physonects employ multiple, clonal medusan individuals, termed nectophores, to propel an aggregate colony. Here we show that developmental differences between clonal nectophores of the physonect Nanomia bijuga produce a division of labour in thrust and torque production that controls direction and magnitude of whole-colony swimming. Although smaller and less powerful, the position of young nectophores near the apex of the nectosome allows them to dominate torque production for turning, wheras older, larger and more powerful individuals near the base of the nectosome contribute predominantly to forward thrust production. The patterns we describe offer insight into the biomechanical success of an ecologically important and widespread colonial animal group, but, more broadly, provide basic physical understanding of a natural solution to multi-engine organization that may contribute to the expanding field of underwater-distributed propulsion vehicle design.

来源: Nature Communications 浏览次数:0

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