枪虾如何演化出致命的声学武器？渐进的关节改变

　　枪虾（枪虾科Alpheidae的种类）具有一大一小两只虾螯，当它们把大螯快速合上时，就会产生一道强有力的水流，同时发出比枪声还要巨大的声响。


通过形态观察和三维建模，科学家构建了枪虾大螯演化的不同阶段。

　　新浪科技讯 北京时间2月8日消息，据国外媒体报道，海洋中有一些虾类具有令人惊叹的武器。枪虾（枪虾科Alpheidae的种类）具有一大一小两只虾螯，当它们把大螯快速合上时，就会产生一道强有力的水流，同时发出巨大的声响――比枪声还响亮，高达210分贝――并激发出转瞬即逝的气泡，其内部温度可高达5000摄氏度。枪虾利用这种令人印象深刻“冲击波”武器来击昏、杀死猎物。

　　那么，这种小巧的物种是如何演化出一个能触发空穴现象的大螯的呢？这其中需要什么机关？一支国际研究团队对枪虾大螯的演化史进行了深入分析，发现问题的关键在于大螯的连接处。

　　根据近期发表于《当代生物学》（Current Biology）杂志上的论文，研究这一特征演化的问题在于“虾螯闭合速度是否快得足够产生空穴气泡？”这意味着，研究者必须弄清楚枪虾大螯的外形是如何缓慢演化，并在突然间获得了打出气泡的能力。

　　通过形态观察和三维建模，科学家构建了枪虾大螯演化的不同阶段。一切都开始于“枢轴关节”，即只能使虾螯开合的最简单关节。其他虾类很快演化出了滑动关节，即虾螯有了既能扭转又能前后移动的活动部分。枪虾的另一只螯就具有这样的关节，但是不会产生气泡或发出巨响。

　　最终，一些虾类能将滑动关节张开并储存能量，然后再快速合上，将能量释放。这一机制不断改进，最终使虾螯闭合时能产生空穴气泡。闭合速度最快的虾类完全失去了滑动关节，而只是用一个能竖起来的枢轴关节来完成闭合操作。这一现象在两个科的虾类中独立出现。

　　不过，研究人员也指出，这些关节之间的界限并没有脱节――缓慢、持续的演化改变为变得更加复杂的虾螯带来了新的功能。虽然这项研究可能需要大量的推论或部分假设，但科学家认为，他们的方法将有助于解释其他动物中出现的新奇功能。例如，壁虎如何演化出具有黏性的肉垫？为什么一些白蚁能喷洒驱逐蚂蚁的化学物质？

　　演化可以使动物出现一些非常奇特的新功能，但显而易见的是，这些功能必须来自一些渐进的演化改变。（任天）