普罗维登斯，罗德[布朗大学] - 鲶鱼没有武器或舌头来帮助它们捕捉并吞下它们的猎物 - 相反，准备攻击的鲶鱼会移动它的头部。
使用强大的基于X射线的技术，布朗大学的科学家们捕捉到鲶鱼捕获并吞食猎物，以便精确地了解产生进食所需的吸力所需的复杂动作。他们发现鲶鱼头骨中的许多骨头以协调的方式工作以捕获食物。然而，当鱼吞下时，骨骼会更加独立地移动。
“鱼类拥有最容易移动的脊椎动物头骨，”布朗生态与进化生物学系的博士后研究员Aaron Olsen说。“鱼在他们的头骨上有十几个移动的碎片，并且它们都是通过关节和韧带连接在一起，这些闭合的环在工程中被称为”联系“。相比之下，人类已经移动了下颚和中耳骨，但就是这样。鱼的头部也有各种各样的形状，所以我们可以研究这些复杂系统是如何在许多不同的鱼类中进化的。“
该研究结果发表于4月17日星期三，发表在英国皇家学会会刊B期刊上。
为了进行观察，Olsen和他的同事使用了一种称为X射线重建移动形态学(XROMM)的3D成像技术，该技术是在Brown开发的。该技术将骨骼的CT扫描与高速X射线视频相结合，辅以微小的植入金属标记，以创建骨骼和肌肉在人类和动物体内移动的可视化。这项技术非常精确，科学家们可以跟踪仅相当于人类头发宽度的误差的运动。
奥尔森说：“XROMM基本上为我们提供了X射线视觉，以观察多个骨骼在动物体内行动时的行为。”
在这项研究中，该团队使用XROMM观察三种鲶鱼捕获和吞食猎物 - 包括食物颗粒，鱿鱼和蚯蚓。首先，鱼在水槽中来回移动它们的胡须状的barbels。在一个食物接触一块食物后，围绕口腔和喉咙的四个主要骨骼立即以一致和协调的方式向外扩展，以形成捕获它所需的吸力。
另一方面，当鱼吞咽时，这些骨骼更独立地移动并且不那么一致。奥尔森不确定为什么吞咽不太协调。“似乎不同的任务需要不同的协调水平，”奥尔森说。“但是，确定特定任务的良好协调水平的问题是一个悬而未决的问题。我们的研究表明，这些自然行为具有不同的协调水平。我们不确定它们是否严格要求不同的协调水平。”
布朗教授和高级研究员伊丽莎白布雷纳德实验室以前的研究使用XROMM来研究其他鱼类的喂养行为，包括鲈鱼和鲨鱼。大口黑鲈突出他们的下巴，这有助于抓住他们的猎物。奥尔森说，鲶鱼不能以这种方式伸出下颚。相反，对于鲈鱼这种行为至关重要的骨骼演变成鲶鱼中类似胡须的棒状基底，他补充道。
竹鲨与所有硬骨鱼(包括鲶鱼)有很大关系。然而，奥尔森说，竹鲨和鲶鱼都有强大的肩膀或胸带，这两种动物在喂食时都会大量移动。
奥尔森说，比较不同种类的鱼具有不同的体形，颅骨结构和摄食行为，可以深入了解不同体型鱼类如何进化出不同的结构和机制来解决类似的任务。
该研究团队的成员目前正在使用XROMM来追踪锦鲤的特征“类真空”行为。Brainerd实验室的其他成员正在研究其他鱼类的摄食行为。奥尔森正在构建一个模型来解释构成鲶鱼头骨的骨骼和韧带如何作为复杂系统一起移动。
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