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復(fù)雜的維納斯花籃如何控制海水流動(dòng)

導(dǎo)讀 維納斯的花籃并非全部展示。這種令人驚嘆的深海海綿還可以以令人驚訝的方式改變海水的流動(dòng)。帶花邊的桶形腔室構(gòu)成了海綿的玻璃狀骨架。研究

維納斯的花籃并非全部展示。這種令人驚嘆的深海海綿還可以以令人驚訝的方式改變海水的流動(dòng)。

帶花邊的桶形腔室構(gòu)成了海綿的玻璃狀骨架。研究人員在7月21日的《自然》雜志在線版上報(bào)告說(shuō),流動(dòng)模擬揭示了這種復(fù)雜的結(jié)構(gòu)如何改變水在海綿周圍和穿過(guò)海綿的方式,幫助它經(jīng)受住無(wú)情的洋流,或許還能滋養(yǎng)和繁殖。

先前的研究發(fā)現(xiàn)維納斯花籃(Euplectellaaspergillum)的網(wǎng)格狀結(jié)構(gòu)堅(jiān)固而靈活。“但從來(lái)沒(méi)有人試圖了解這些美麗的結(jié)構(gòu)是否具有流體動(dòng)力學(xué)特性,”羅馬TorVergata大學(xué)的機(jī)械工程師GiacomoFalcucci說(shuō)。

利用超級(jí)計(jì)算機(jī),F(xiàn)alcucci及其同事模擬了水如何在海綿體周圍流動(dòng)和流過(guò)海綿體,有和沒(méi)有不同的骨骼成分,例如海綿的無(wú)數(shù)孔隙。Falcucci說(shuō),如果海綿是一個(gè)實(shí)心圓柱體,流過(guò)的水會(huì)立即在下游形成湍流尾流,可能會(huì)推擠該生物。研究小組發(fā)現(xiàn),相反,水流過(guò)高度多孔的維納斯花籃并在其周圍流動(dòng),形成海綿兩側(cè)的溫和水域,并向下游轉(zhuǎn)移湍流。這樣,海綿的身體承受的壓力就小了。

模擬顯示,圍繞海綿骨架外部盤旋的脊也會(huì)以某種方式導(dǎo)致水在結(jié)構(gòu)內(nèi)部減速和打旋。結(jié)果,漂浮到海綿中的食物和生殖細(xì)胞被困在沒(méi)有脊的同一海綿中的時(shí)間最多可達(dá)兩倍。這種揮之不去的感覺(jué)可以幫助濾食動(dòng)物捕捉到更多的浮游生物。研究人員說(shuō),由于維納斯花籃可以進(jìn)行有性繁殖,它還可以增加自由漂浮的精子遇到卵子的機(jī)會(huì)。

Falcucci說(shuō),這樣的美麗竟然如此實(shí)用,真是太神奇了。他說(shuō),海綿的流動(dòng)改變能力可能有助于激發(fā)更高、更抗風(fēng)的摩天大樓。

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