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“尼斯湖水怪”微生物能在几秒钟内把脖子伸长到身长的30倍

  

  

  这种单细胞生物使用一种最奇特的狩猎技术。它的椭圆形身体长约40微米,末端有一个小突起。当它发现食物时,它会在几秒钟内把“脖子”伸长到自己身体长度的30倍左右,以便抓住远处的猎物,这个动作让它看起来像尼斯湖水怪。但到目前为止,如何做到这一点而不产生巨大的张力撕裂其细胞膜一直是个谜。专家们怀疑,这种生物一定是把这个额外的喂食装置储存在某个地方,以便能够如此迅速地取回它。

  现在斯坦福大学的埃利奥特·弗劳姆和马努·普拉卡什似乎解开了这个谜团。正如他们在杂志上报道的那样,单细胞生物的细胞膜和内部结构像折纸一样折叠,可以很容易地拉开并再次折叠在一起。两位研究人员写道,这意味着膜上的力和能量成本非常低。在它的一生中,它会伸展脖子大约2万次,而不会发生任何事故。

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  这种微小的单细胞生物不寻常的狩猎技术带来了一系列潜在的问题。通常情况下,要使细胞膜发生如此剧烈的变形需要消耗大量的能量,而以它伸展脖子的速度,生物体将无法产生足够的新膜材料。虽然颈部必须非常灵活才能快速移动,但它也必须同时保持僵硬和稳定,这样它才不会在第一次机会时就突然折断。通过将脖子上的膜折叠成几层来解决所有这些问题。

  膜的折叠线具有复杂的弯曲几何形状,使其能够展开成圆柱体。在折叠的膜下面有一个螺旋缠绕的管网,这些管与膜折叠在一起,反过来帮助有序地折叠和展开。其原理类似于所谓的吉村折纸,在吉村折纸中,圆柱体由折叠的菱形网格组成,可以拉伸和折叠。然而,有一个问题仍然没有答案:当微米大小的物体在水中相互移动时,会产生一种排斥力,所以突出的脖子应该会导致猎物漂走。为什么没有发生这种情况还不清楚——并不是所有的谜团都被解开了。

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