這些龍蝦爲什麼要排成一列長隊?
1969年秋天,佛羅里達州立大學的海洋生物學家威廉·赫恩金德(William Herrnkind)在巴哈馬羣島潛水時,目睹了讓他終身難忘的一幕[1]:
幾十只龍蝦排成一條筆直的隊伍,像訓練有素的士兵一樣,浩浩蕩蕩地穿越海底沙地。
這幅畫面被赫恩金德畫了下來:
每隻龍蝦用觸角輕輕搭在前面同伴的尾部,保持着驚人的整齊。這條"龍蝦長龍"在海底緩緩前行。赫恩金德簡直不敢相信自己的眼睛,龍蝦怎麼會排隊?
可能你不信,但在全球幾十種龍蝦中,只有眼斑龍蝦(Panulirus argus)會這招。
其他的都不會。
我們通常在餐廳裏見到的、有着兩個大鉗子的龍蝦,叫做美洲螯龍蝦(Homarus americanus),又叫波士頓龍蝦,它們也會爲了過冬而移動到深水區,但它們是自己走自己的,或者只是形成鬆散的羣體。它們不排隊。
只有眼斑龍蝦會單列行進。很明顯,這就是一場遷徙。
但它們爲什麼要冒着風險,離開熟悉的庇護所,進行一場長達數十公里的“長征”?
每年9月到11月,加勒比海的第一場秋季風暴來臨,海水溫度降低2-4攝氏度。這就像發令槍響,成千上萬只龍蝦開始了浩浩蕩蕩的遷徙。它們從淺水區的珊瑚礁出發,排着隊穿越開闊的沙地,前往深水區過冬[2]。
有趣的是,科學家在實驗室裏只要把水溫調低幾度,原本各自爲政的龍蝦立刻就會排起隊來。這種對溫度的敏感反應已經深深刻在它們的基因裏[3]。
而排隊的優勢很明顯在於:減少阻力。
1976年,赫恩金德和同事比爾做了一個巧妙的實驗:他們在水槽裏測量單獨游泳和排隊游泳的龍蝦受到的水流阻力。
結果發現排隊能顯著減少水流阻力[4]。
這個原理類似於自行車比賽中的"破風"——前面的選手爲後面的隊友擋風,減少空氣阻力。只不過龍蝦麪對的是水流阻力。在長達50公里的遷徙中,這過半的能量節省可能就是生與死的差別。
除了省力,還有一個重要原因:防禦。
研究發現,單獨的龍蝦遇到大魚時,有44%會被制服。
但當龍蝦成羣時,幾乎沒有個體會受重傷[5]。
所以,這些龍蝦是怎麼保持隊形的?
想要知道某種動物行爲背後的原因,最直接的方式是觀察行爲中最明顯的特徵。
而這些龍蝦在隊列中,每一隻都持續地用觸角尖端搭在前方同伴的尾部。這種接觸不是隨機的,而是穩定、持續且有目的性的。
這就引出了一個關鍵的科學問題:“這種物理接觸的作用是什麼?僅僅是爲了保持間距,還是在傳遞某種信息?” 基於這個核心問題,科學家們提出了一個假設:龍蝦的觸角必然含有能夠感知觸覺、水流甚至化學信號的傳感器,這些傳感器是維持隊列行爲所必需的。
有了假設,下一步就是尋找物理證據。
首先第一件事,看看觸角里面有什麼?
眼斑龍蝦(Panulirus argus)的感官結構
科學家發現,眼斑龍蝦的觸角上有近600種離子型受體,這些受體就像微型傳感器,能同時感知觸覺和水流變化。當龍蝦排隊時,每隻龍蝦把觸角尖端輕輕搭在前面同伴的後腿上,形成一條不間斷的"觸覺鏈"。
這就像盲人過馬路時手搭着前面人的肩膀,只不過龍蝦的系統精密得多。即使在完全黑暗、能見度爲零的環境中(拍到照片是打了光),它們依然能保持完美的隊形。
在茫茫大海中,龍蝦是如何認路的?
北卡羅來納大學的研究團隊發現,加勒比刺龍蝦能感知地球磁場,並以此爲"指南針"導航[6]。當科學家用人工磁場干擾它們時,龍蝦的隊伍就會偏離原定路線。
雖說如今科學家已經解開了龍蝦排隊的大部分謎團,但至於爲什麼只有眼斑龍蝦進化出這種行爲,還不睡很明確。
或許答案就藏在加勒比海獨特的環境中,可預測的季節性風暴、特定的捕食壓力、合適的遷徙距離,這些因素共同塑造了這個獨一無二的奇觀。
其他龍蝦可能滿足其中一兩個條件,但無法集齊全部。因此,龍蝦排隊實際上是生命在特定環境下,爲了最大化生存概率而演化出的一個“最優解”。
問題來了,排隊龍蝦好喫嗎?
好喫。
參考文獻
[1]Herrnkind, W. (1969). Queuing behavior of spiny lobsters. Science, 164(3886), 1425-1427
[2]Kanciruk, P. & Herrnkind, W.F. (1978). Mass migration of spiny lobster: Synopsis and orientation. Migration and Dispersal, 430-439.
[3]Kanciruk, P. & Herrnkind, W.F. (1978). Mass migration of spiny lobster: Synopsis and orientation. Migration and Dispersal, 430-439.
Bill, R.G. & Herrnkind, W.F. (1976). Drag reduction by formation movement in spiny lobsters. Science, 193(4258), 1146-1148.
^Lavalli, K.L. & Spanier, E. (2009). Collective defense strategies in spiny lobsters. In: The Biology and Fisheries of the Slipper Lobster. CRC Press.
^Kozma, M.T. et al. (2020). Chemoreceptor proteins in the Caribbean spiny lobster. BMC Genomics, 21, 645.
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