Олимпийские пловцы не единственные, кто применяет силу взмаха рук, чтобы опередить конкурентов. Чтобы вырваться из челюстей и когтей хищников в холодной воде, морские раки переключаются с волнообразного плавательного удара на силовой удар. Это поведение теперь было обнаружено благодаря трехмерной высокоскоростной цифровой голографии.

Вязкость воды

Веслоногие ракообразные - это крошечные раки, обитающие почти во всех водных средах на Земле. По некоторым оценкам, они являются самыми многочисленными животными на планете. Их изменение в движении в холодной воде помогает им избежать множества хищников, от личиночной рыбы до крабов, устриц и медуз. Веслоногие ракообразные - это ключевые компоненты морских пищевых сетей, которые съедают практически все. Понимание того, как микроскопические организмы могут реагировать на изменения в окружающей среде, важно для оценки здоровья океанов сейчас и в будущем. Изменения окружающей среды, которые влияют на веслоногих, включают изменения температуры и вязкости воды, связанные с изменением климат. Вязкость воды или «толщина» естественным образом увеличивается при понижении температуры. Для микроскопических копепод это становится как плавание через мед. Но делает ли это их более уязвимыми для хищников? Как справляется рак?

Цифровая голография

Высокоскоростная цифровая голография показывает плавательный ход личинки веслоногого ракообразного Acartia tona, плавающего в воде с температурой 10 градусов Цельсия. В условиях более холодной воды, где вода более вязкая, движение становится более трудным, и рак продвигается вперед с помощью более длинных силовых ударов, поэтому больше времени тратится на движение вперед. Эта схема приводит к некоторому движению назад во время цикла хода (фаза восстановления), но общий результат позволяет двигаться дальше и быстрее, чем если бы они сохраняли, то же движение хода, используемое при 30 градусах C. Чтобы понять, как быстро движутся раки, эти записи были сделаны с высокоскоростным видео со скоростью 3000 кадров в секунду и воспроизводятся со скоростью 100 кадров в секунду в клипах, поэтому это медленное движение со скоростью 1/30. Личинки веслоногих плавают, используя три пары придатков, которые ведут себя как три пары весел, перемещая лодку. В отличие от весельной лодки, «весла» веслоногих не движутся в полной синхронности. В более теплых, менее вязких водных условиях три пары придатков движутся в виде перекрывающегося волнообразного движения. Например, первая пара начнет обводку, а вторая пара начнет обводку до завершения первой пары и т. д. Однако в холодной густой воде крошечные веслоногие моллюски переключаются на один мощный удар за раз. Например, первая пара придатков завершит один большой ход вниз перед началом второй пары. Третья пара не начинается, пока вторая не завершена.

Это может оказать более сильное влияние на популяции веслоногих ракообразных и морскую пищевую сеть, особенно в связи с цветением прибрежных водорослей и увеличением загрязнения.