你是戰士,身披鎧甲,雙手一副流星鐵錘。你的對手是槍手,單手一把手槍,對戰時誰能勝出?
這種問題還用問?當然是拿遠程武器的槍手完勝貼身近攻的戰士。但在海洋裡,事實並非如此,掄一雙鐵錘的你打贏了持手槍的對手。
海底較量的兩個對手是甲殼類動物:螳螂蝦和槍蝦。螳螂蝦,掠足上有對長得像棒槌一樣的錘子,攻擊時掄起鐵錘重擊對手。槍蝦,一大一小的不對稱鉗螯,巨大的蝦螯像手槍,合上時能噴射出高速水流,產生氣爆,射殺敵人。鐵錘和巨螯在海洋裡都以速度制勝,螳螂蝦鐵錘的最高速度是:30米/秒,槍蝦射擊的最高速度是:26米/秒。鐵錘一下子敲碎蟹殼,手槍瞬間擊暈小魚。
兩強對峙,螳螂蝦勝出,為什麼遠程手槍敵不過近戰鐵錘?我們先來看看槍蝦是種什麼樣的蝦,再分析為什麼槍蝦不如螳螂蝦。
槍蝦(Alpheidae),共有600種,最大特點是它的一對蝦螯長得不一樣大。大蝦螯是武器,用來禦敵。小蝦螯是刀叉,用來吃飯。身長不超過5釐米的槍蝦,巨大的蝦螯能有2.5釐米長,比半個身體還大。
巨螯是槍蝦裝在胳膊上的粗筒獵槍,當它合上螯鉗時,就像扣動了扳機,發射子彈。子彈呼嘯而出,在水底發出呯呯響聲。槍蝦的槍上並沒有安裝消聲器,槍聲震天威懾四海。
二戰時,盟軍追蹤納粹潛艇,水下監聽器經常收到呯呯呯槍聲的幹擾。受到幹擾的盟軍一直沒有找到槍聲的來源,直到二戰結束,加州大學海洋調查團隊才解開水下槍聲的秘密。正是槍蝦群集體開槍,發出巨大響聲幹擾了監聽設備。蝦群在海底樹起一堵噪聲牆,躲在牆後的潛艇逃離了監聽追蹤。
槍蝦的槍聲有多大?210分貝。海洋裡,嗓門最大的是抹香鯨,叫聲高達238分貝。其次是藍鯨,體型最大的藍鯨叫聲188分貝。超過200分貝的海洋生物聲響,除了抹香鯨外,就是個頭只有小指長的槍蝦了。槍蝦的槍聲比真槍還要響亮,不加消音器的狙擊槍槍聲為160分貝。
小個頭的蝦米,撞擊蝦螯時產生不了那麼大的動靜,響亮的槍聲來自於速度。槍蝦合攏蝦鉗只需0.6毫秒,合攏時鉗子中間的水份被擠出去,水流速度達到26米/秒。高速水流噴射時,周圍水域的水流速度跟不上,產生一個真空的空穴氣泡。空穴周圍的水壓瞬間壓塌氣泡,發出巨響,正如槍聲。
在氣泡炸裂的時候,能發出閃光,發光溫度為4700℃,太陽表面溫度為5500℃,槍蝦造就的溫度能跟太陽比上一比。不過,強烈閃光存在的時間極其短暫,只能以皮秒來計量(1秒=1萬億皮秒)。
雖然發光溫度極高,但時間太短,肉眼根本看不見。荷蘭屯特大學研究團隊以40000幀/秒的高速相機才捕捉到一點閃光。槍蝦開槍時引發的閃光,第一次在自然界發現,團隊給它取個專用名稱,叫做:蝦光(Shrimpoluminescence)。簡單地說,蝦致發光現象是氣泡破裂瞬間,空間體積壓縮到極點、溫度突然升高引發的能量反應。
小蝦米能發射出其他生物都做不到的閃光巨響射擊,秘密在於它的巨螯手槍。上圖是巨螯細節,4個組成部分:螯錘、螯錘上凸起的螯塞、凹陷的螯槽和螯節。發射時,螯錘落下,螯塞嵌入凹槽,槽內的水流衝擊而出。
蝦槍的精彩之處在於,永遠不缺彈藥,只要在海洋裡,包圍周身的海水就是它取之不盡的子彈。而更加厲害的是,如果槍蝦的巨螯受傷脫落,另外一隻小鉗子會長大,長成一隻巨螯。脫落的巨螯處還能長出一隻新螯,不過新螯是小號的,代替原來的小鉗子。換一隻手持槍的蝦,戰鬥能力一點兒沒削弱,它的左手跟右手一樣靈活強大。[頭條-法蘭西is培根-未經授權請勿轉載其他平臺]
除了左右蝦螯大小不一樣,槍蝦還有一個其他蝦都沒有的獨特性:它生活在有組織的集體之中。
600種槍蝦中,有近10種槍蝦是真社會性的生物。社會蝦指的是:它們有各自分工,能集體哺育小蝦。社會性的生物在陸地上很常見,比如蜜蜂和螞蟻,但在海洋裡,槍蝦是目前為止發現的唯一一種社會性生物。
社會蝦的個頭在整個槍蝦族群裡是最小的,身長不超過1釐米。它們居住在海綿裡,以海綿脫落的組織為食物。攜帶巨螯武器的雄蝦是衛兵,在蝦群周圍巡邏。當警衛蝦發現敵襲時,開槍示警,發出有節奏的噠噠聲。其他衛兵聽到槍聲趕過來,一起開槍攻擊敵人,聯手保護集體。社會蝦的槍,不止是防禦武器,還能發出不同節奏的聲音跟同伴做交流。
社會蝦的蝦群集體裡有一對能繁殖後代的蝦王和蝦後,蝦後和幼蝦居住在蝦群中心,成年蝦住在外圍保護小蝦成長。
有意思的是,蝦後的繁殖能力與防禦能力成反比。杜克大學團隊調查了加勒比海海域的221個集體蝦群,6種不同族群的社會蝦。在沒有強化分工的群體中,蝦後的巨螯長得粗壯,生育蝦卵的數量比較少。強化分工,每隻蝦自司其責的群體中,蝦後的巨螯長得弱小,產卵的數量更多。也就是說,拿起武器的蝦後,不得不分心抗敵,分給孩子的精力就少了。只有放下武器的蝦後,才能把全部精力放在養育後代的重擔上。
上圖是兩種社會蝦蝦後巨螯的大小對比圖。社會分工,促進了更專業的防禦,更高效地養育後代。
槍蝦族群中,即使是沒跟集體生活在一起的個體蝦,也喜歡找個同伴。最常見的是槍蝦和蝦虎魚的組合團隊。
上圖是跟蝦虎魚組隊的槍蝦。槍蝦挖個大沙坑當屋子,跟蝦虎魚住在一起。小蝦天天清理洞穴,保持洞穴乾淨整潔,希望小魚能住得愉快。小蝦之所以要對小魚獻殷勤,是要讓蝦虎魚當它的眼睛。外出時,槍蝦把一根觸鬚放在蝦虎魚身上,當小魚發現危險轉身逃跑時,小蝦緊隨其後。
槍蝦視力很差,有時要等到敵人來到眼前才能看見。它只能依靠蝦虎魚的預警,跟隨小魚共進退。
除了跟魚兒合作外,槍蝦還會跟螃蟹合作。
上圖是跟珊瑚蟹組隊的槍蝦。小蝦小蟹居住在珊瑚叢裡,當海星跑過來啃吃珊瑚時,它倆聯手攻擊海星,一隻用手槍,一隻用蟹鉗,打跑大海星。有意思的是,珊瑚蟹只跟異族合作。每個珊瑚叢裡,只居住一對珊瑚蟹,其它螃蟹來了會被趕走。但是槍蝦來了,珊瑚蟹卻歡迎它留下共同生活。
佛羅裡達大學團隊統計,跟沒有防禦力量的珊瑚礁相比,有一對珊瑚蟹的珊瑚叢,能減少19%的損失。再加上一對槍蝦,珊瑚叢能減少高達65%的損失。異族同盟的珊瑚蟹和槍蝦,保護家園的團隊實力翻3倍。
最後一個問題,槍蝦對戰螳螂蝦,誰負誰勝出?
槍蝦很團結,既能保護同族,又能聯手異族,但是它的個體實力比不上螳螂蝦。從3個方面比較兩者的實力:氣勢、力量、精準度。(螳螂蝦武器介紹在上一篇文章裡,有興趣的夥伴請移步:。)
螳螂蝦一副火爆脾氣,一言不合就要掄鐵錘。在海底的珊瑚礁洞穴中,只有一隻蝦的位置,無論是同族還異族,路過都要被敲打,更別提跟它們合作了。如果在魚缸裡養殖一隻雀尾螳螂蝦,無論魚缸有多大,有且只能有一隻蝦。打敗魚缸無敵手的螳螂蝦,敲打一遍魚缸裡的其他魚蝦後,還能接著給你敲打魚缸玻璃。
狹路相逢勇者勝。槍蝦的戰鬥氣勢遠不如螳螂蝦,比起單打獨鬥唯我獨尊的螳螂蝦,它是好脾氣的團結友愛蝦。
海洋裡,槍蝦平均身長2~5釐米,螳螂蝦身長6~12釐米,比槍蝦大上一倍還多。江湖上,拳頭大的說話,螳螂蝦的個頭大,拳頭自然也比槍蝦大。
如果同等身材,身體力量勢均力敵的話,那就較量出擊時的攻擊力。槍蝦的武器是單手手槍,發射水流,引爆氣泡,射殺敵人。螳螂蝦的武器是雙手鐵錘,敲擊鐵錘的同時也能產生空蝕,引爆氣泡。當螳螂蝦擊打對手時,加上了雙重力量,鐵錘力和水流氣爆力量。
海洋裡,槍蝦的槍,靠衝擊力擊暈肉身小魚。螳螂蝦的鐵錘,直接敲碎海螺的貝殼。武器速度一致,螳螂蝦攻擊力超過槍蝦。
槍蝦和螳螂蝦的速度只發揮在武器上,個體的移動速度很慢。所以,二者對戰,沒有火併的追殺,只有出其不意的伏擊。
兩者都喜歡埋伏在洞穴內,偷襲過往的獵物。槍蝦的優勢是持有遠程武器,能隔空發射。槍手持有一把好槍,可惜沒有配上一雙好眼睛,不能遠距離瞄準敵人要害。槍蝦躲在洞穴裡,伸出蝦須感知周圍動靜,只能發現近距離的敵人。沒有好視力的槍蝦,失去了遠程武器最大的空間優勢。
一句話寫結論:兩蝦正面開火,情況怎樣?螳螂蝦的鎧甲能扛過槍蝦的槍火,槍蝦扛不住螳螂蝦的鐵錘。
一對一,螳螂蝦完勝槍蝦。
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參考資料:
1:「Snapping shrimp make flashing bubbles」,Detlef Lohse et al., Nature, 2001
2:「Allometry of individual reproduction and defense in eusocial colonies: A comparative approach to trade-offs in social sponge-dwelling Synalpheus shrimps」, by Sarah L. Bornbusch et al., PLOS ONE, 2018
3:「Multiple defender effects: synergistic coral defense by mutualist crustaceans」, by C. Seabird McKeon et al., Oecologia, 2012
4:「Bioinspired mechanical device generates plasma in water via cavitation」, by Xin Tang et al., Science Advances, 2019
附:今天更新自然界裡的秘密系列文章,這是第23篇:槍蝦的槍。