Морские коньки используют «зону без волн» для скрытной охоты
Морские коньки — медлительные и безобидные существа, но форма их головы идеально приспособлена для того, чтобы незаметно подкрадываться и быстро хватать добычу, согласно исследованию морских учёных из Техасского университета в Остине.
«Морской конёк — одна из самых медленно плавающих рыб, которых мы знаем, но он способен ловить добычу, плавающую с невероятной для своего размера скоростью», — заявил Брэд Джеммелл, научный сотрудник Института морских наук.
Этой добычей являются веслоногие рачки (копеподы) — крайне мелкие ракообразные, критически важный компонент морской пищевой сети. Они — излюбленная пища морских коньков, игл-рыб и морских драконов, всех уникально сформированных рыб семейства Syngnathidae.
Копеподы спасаются от хищников, обнаруживая волны, создаваемые перед атакой, и могут отпрыгивать со скоростью более 500 длин тела в секунду. Для сравнения: это как если бы человек ростом 1,8 метра плыл под водой со скоростью 3200 км/ч.
«Морские коньки способны преодолеть сенсорные способности одних из самых талантливых мастеров побега в водном мире — копепод», — отметил Джеммелл.
В спокойных условиях морские коньки — лучшие охотники среди всех изученных рыб. Они ловят намеченную добычу в 90% случаев.
Исследование с помощью 3D-голографии
Для исследования Джеммелл и его коллега Эд Баски использовали карликового морского конька Hippocampus zosterae. Чтобы наблюдать за их охотой, они применили высокоскоростные цифровые 3D-голографические техники, разработанные инженером Цзянь Шэном. Метод использует микроскоп с лазером и высокоскоростной камерой для фиксации быстрых движений микроскопических животных в трёхмерном объёме жидкости.
Голография показала, что голова морского конька сформирована так, чтобы минимизировать возмущение воды перед его ртом перед атакой. Прямо над и перед ноздрями конька существует своего рода «зона без волн». Конёк точно наклоняет голову по отношению к добыче, чтобы волны не достигали её.
У других мелких рыб с более тупыми головами, например, колюшки трёхиглой, такого преимущества нет.
Эволюционное преимущество и механизм атаки
Уникальная форма головы, вероятно, эволюционировала частично в ответ на давление необходимости ловить добычу. Особи, которые могли подобраться очень близко к жертве, не вызывая реакции побега, были более успешны в долгосрочной перспективе.
Морские коньки питаются методом поворотного захвата (pivot feeding): они быстро вращают головой вверх и затягивают добычу всасыванием. Всасывание работает только на коротких дистанциях. Эффективная дистанция удара составляет около 1 миллиметра, а сам удар происходит менее чем за 1 миллисекунду.
Копеподы могут реагировать на движения хищника за 2–3 миллисекунды — быстрее почти всего известного, но недостаточно быстро, чтобы избежать удара морского конька. Оказавшись в его досягаемости, копепод не имеет шансов.
Понимание этих взаимодействий важно из-за ключевой роли копеподов в пищевых сетях экосистем. Они — основной источник энергии и якорь морской пищевой сети, и то, что влияет на них, в конечном итоге влияет и на людей.
Исследование опубликовано в журнале Nature Communications.