“尼斯湖水怪”微生物Lacrymaria olor在几秒钟内将脖子伸展到身体长度的30倍

“尼斯湖水怪”微生物Lacrymaria olor在几秒钟内将脖子伸展到身体长度的30倍

对1934年著名的尼斯湖水怪恶作剧照片的现代重建。(图片来源:uux.cn/Matt84通过盖蒂图片社)

(神秘的地球uux.cn)据美国生活科学网站(Lars Fischer):单细胞生物Lacrymaria olor使用了最奇特的狩猎技术之一。它的椭圆形身体大约有40微米,末端有一个小突起。当它检测到食物时,它会在几秒钟内将“脖子”伸到自己身体长度的30倍左右,以抓住远处的猎物,这一动作使它看起来像尼斯湖水怪。但是到目前为止,L.olor是如何在没有巨大张力撕裂其细胞膜的情况下做到这一点的,这完全是个谜。专家们怀疑,生物体必须将这种喂食器的额外长度储存在某个地方,才能如此迅速地取回它。

“尼斯湖水怪”微生物Lacrymaria olor在几秒钟内将脖子伸展到身体长度的30倍

“尼斯湖水怪”微生物Lacrymaria olor的长颈拥有几个生物力学秘密。(图片来源:uux.cn/Picturepest/Flickr(CC BY 2.0))

现在,斯坦福大学的Eliott Flaum和Manu Prakash似乎已经解开了这个谜团。正如他们在《科学》杂志上报道的那样,单细胞生物的细胞膜和内部结构像折纸一样折叠,可以很容易地拉开并再次折叠在一起。两位研究人员写道,这意味着作用在膜上的力和能源成本非常低。L.olor在其一生中毫无意外地伸长了大约20000次脖子。

这种微小的单细胞生物不同寻常的狩猎技术带来了一系列潜在的问题。通常情况下,细胞膜如此剧烈地变形需要大量的能量,而以L.olor伸长脖子的速度,生物体将无法产生足够的新膜材料。虽然脖子必须非常灵活才能快速移动,但它也必须同时僵硬和稳定,这样它就不会一有机会就突然折断。L.olor通过将其颈部的膜折叠成几层来解决所有这些问题。

薄膜的折叠线具有复杂的弯曲几何形状,使其能够展开成圆柱体。在折叠的膜下面是螺旋缠绕的管的网络,这些管与膜折叠在一起,从而有助于有序的折叠和展开。其原理类似于所谓的Yoshimura折纸,其中圆柱体由折叠的菱形网格组成,可以伸展和折叠。然而,有一个问题仍然没有答案:当微米大小的物体在水中相互移动时,会产生排斥力,因此突出的颈部会导致猎物漂移。为什么这种情况没有发生还不清楚——并不是所有围绕L.olor的谜团都已经解开。




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