中学生科研热点聚焦:探索《喷射战士》背后的生物原理!

Hi,欢迎来到有方的全新专栏#中学生科研热点聚焦#!在这里,我们会带来适合中学生阅读的科学新闻,如果你正在寻找研究灵感,那不妨翻翻这个专栏吧!
在任天堂的Splatoon(译名《喷射战士》)游戏中,海平面上升已经杀死了大多数陆地居民,现在海洋生物占据了统治地位。被称为Inklings和Octolings的孩子可以变成乌贼和章鱼,用喷墨的武器与海洋生物决一死战。
这种浓稠的彩色粘性物质用于在建筑物和地面上作画,而现实生活中的乌贼和章鱼也会喷出墨水。游戏中的喷墨武器与现实中的动物有哪些相似之处?动物们喷出的墨水又有哪些作用呢?
火爆全球!化身乌贼拯救人类,探索《喷射战士》背后的生物原理!
艺术的灵感源自生活
乌贼、章鱼和和其他头足类动物都有内置的墨水喷射器。这些身体柔软的动物使用特殊的肌肉将水吸到身体的主要部分,即外套膜下。这种富含氧气的水流过鳃,让动物得以呼吸,然后通过虹吸管排出。头足类动物也可以使用它来喷墨。
头足类动物分泌的墨水往往是深色的,这与《喷射战士》中的彩色墨水形成鲜明对比。
俄勒冈州波特兰市世界野生动物基金会主任、乌贼生物学家Samantha Cheng介绍道,章鱼墨汁往往是纯黑色、乌贼墨汁偏蓝黑色、墨鱼会产生深棕色墨水,通常被称为“棕褐色”。头足类动物墨水的深色来自它们的“黑色素”,这个物质还可以给动物的皮肤、头发和眼睛着色。
火爆全球!化身乌贼拯救人类,探索《喷射战士》背后的生物原理!在经过头足类动物的虹吸管时,墨水会被添加一种粘液,添加的越多、喷出的墨水越粘稠。不同粘稠度的墨水有不同的功能。当头足类动物感觉附近有捕食者出现时,它们可以以不同的形式释放墨水。
比如在遇到危险时,章鱼会通过添加少量粘液可以喷出薄薄的“烟幕”,这类墨水具有很强的流动性,且极易在水中散开,像是一个黑暗的面纱,得以让章鱼逃脱。
章鱼也可以添加较多粘液来创造“墨水云”,称为“假形动物”(SOO-doh-morfs)。这些深色斑点会让它们看起来像其他章鱼,以分散捕食者的注意力。其他头足类动物可以添加更多粘液来制作类似于海草或水母触手的长墨线。
而这些墨水的作用可不仅是分散注意力。受威胁的头足类动物喷出的墨水会提醒同类注意潜在的危险。Cheng介绍道,头足类动物会使用一种名为“化学感受器(KEE-moh-ree-SEP-tors) ”的特殊感觉细胞来接收信号,它们可以发出、感知墨水中蕴含的信息。
成也墨水,败也墨水
在《喷射战士》中,玩家用装有墨水的武器互相喷射进攻。而在现实中,大多数头足类动物往往使用墨水进行自我防御。
“不过也有例外,日本侏儒乌贼就是其中之一。”费城的乌贼生物学家Sarah McAnulty说。作为狂热的乌贼爱好者,她还开通了一条免费热线,该热线将为注册用户发送关于乌贼的信息。
科学家从日本知多半岛周围收集了54只侏儒乌贼。在长崎大学的实验室,研究人员给这些超小型乌贼提供了三种虾类供它们捕食。据观察,这些小猎人曾17次试图用墨水捕虾,其中13次捕捉成功。研究人员在此基础上进一步研究,得出“日本侏儒鱿鱼使用墨汁捕食”的结论。
火爆全球!化身乌贼拯救人类,探索《喷射战士》背后的生物原理!日本侏儒乌贼主要有两种狩猎策略。一种是在实施捕捉前喷出一股墨水;另一种更高明些,从直接朝猎物身上喷出墨水,然后蹲在另一个方向埋伏,玩一手“声东击西”。对于只有人类小指甲盖这么大的生物来说,这无疑是给人类留下深刻印象的策略。
无论是捕食还是逃避捕猎者,头足类动物都依靠流动的水来分散墨水并使其成,但“成也墨水败也墨水”,墨水会堵住它们的鳃,很多头足类动物都会被自己的墨水堵到窒息而亡。
McAnulty非常欣赏《喷射战士》。在她看来,美国的艺术作品中很少出现乌贼,而这款游戏的爆火无疑能让乌贼能进入全球更多人的视野,“只要有乌贼,我就很高兴。”
不只是《喷射战士》,我们还能在很多游戏中看到现实的影子。生活是最好的老师,中学生做科研也是同理,很多伟大的研究仅仅源自对身边某个现象的探索。
如果你想进一步了解神奇的生物学领域,想了解相关研究课题,以下是物理/化学/数学/生物/计算机/经济金融/社科方向课题推荐,扫码了解课题、导师详情
火爆全球!化身乌贼拯救人类,探索《喷射战士》背后的生物原理!
火爆全球!化身乌贼拯救人类,探索《喷射战士》背后的生物原理!火爆全球!化身乌贼拯救人类,探索《喷射战士》背后的生物原理!火爆全球!化身乌贼拯救人类,探索《喷射战士》背后的生物原理!火爆全球!化身乌贼拯救人类,探索《喷射战士》背后的生物原理!火爆全球!化身乌贼拯救人类,探索《喷射战士》背后的生物原理!我要了解科研!
火爆全球!化身乌贼拯救人类,探索《喷射战士》背后的生物原理!科研辅导/学术规划/课题定制
扫码添加小师姐咨询
关于我们
有方科研教育自2016年成立起,一直积极响应教育政策方针,本着"不鸡娃,不贩卖焦虑"的初心,通过PBL探索式项目,发现每一个孩子的闪光点,培养科研领军人才,做教育风向的先驱者!
有方科研教育所有项目不属于义务教育阶段,不与任何体制内的大学、中学招生加分活动挂钩,其成果不会作为评优依据,仅定位为科研兴趣培养活动。未经有方科研教育许可,不得擅自转载、搬运有方科研教育的文章。对于无视劝告者,有方科研教育将保留追究法律责任的权力!