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斑马鱼的趋流性:一种基于机械传感器的新机制

自然杂志2017712日在线发布A novel mechanism for mechanosensory-based rheotaxis in larval zebrafish一文。Pablo Oteiza等人的这篇文章阐述了斑马鱼的趋流性的新机制,并成为当期的封面文章。

众所周知,动物在飞行或游泳时,由于周围空气或水的流动必然会引起的位移,所以动物必须调整自己的运动以补偿这种位移。这些由空气或者水冻造成的位移动物通过参考系可以很容易察觉到但是,许多水生动物在没有视觉参考的情况下,始终可以保持方向逆流而上,这种行为被称为趋流性。动物如何完成这项任务的?科研人员发现,在没有视觉信息的情况下,斑马鱼通过使用流速度梯度作为导航提示实现趋流性。科研人员提出的行为数据支持这种局部流速度梯度的新算法,鱼利用这种梯度可以避免被流水拖拽。鱼可以利用它们具有机械感觉的侧线,先感知周围水流的速度向量场的旋度(或涡度),其次,测量它在游泳后的时间变化,从而推断出水流方向。

Pablo Oteiza等人这些研究结果揭示了一种基于流动速度梯度的导航策略,提供了一种综合的行为算法,概括了移动流体中广泛的动物行为,这种机制未来可以适用于机器人设计