
任何试图从沙滩上拔出海锥的人 都知道它们挖得很快。这些可食用的动物每秒可以以大约一厘米的速度将自己埋入地下,而且它们埋得很深。一只手掌长的蛤蜊可以挖出深度达 70 厘米的洞穴。像所有软体动物一样,蛤蜊有一个肌肉发达的足,但它并不那么发达。根据对其足部力量的测量,来自马萨诸塞州理工学院的 Amos Winter 计算出,它应该只能在泥土中挖几厘米。它不应该能够将身体埋入,更不用说挖出长度是其身体五倍的洞穴了。但 Winter 知道海锥的秘密:它不仅仅依靠蛮力。蛤蜊将水添加到其下方的土壤中,使其变软,更容易穿透。它通过将部分沙滩变成流沙来挖掘。[embed width="610"]http://www.youtube.com/watch?v=wZ5wU2MvAaI[/embed] 蛤蜊的挖掘设备再简单不过了:一对长长的瓣,贯穿其身体,可以张开或关闭其外壳;以及位于它们下方的足。它将足向下伸展,并用力推压足以稍微抬起外壳。然后,它收缩瓣,将血液泵入足部并使其充血。这个足成为一个锚。通过拉动它,蛤蜊可以将外壳向下拖动。为了理解这些动作如何能挖出洞穴,尽管足部力量微弱,Winter 必须捕捉几只蛤蜊。而要做到这一点,他必须成为一名持证的蛤蜊捕捞者。回到实验室,研究蛤蜊并不容易。正如 Winter 以一种绝妙的、不动声色的学术方式所写:“‘像泥一样清晰’这个说法被用来形容视觉研究挖掘动物的困难。” 当他制作了一个自制的“可视化器”——一个改装过的蚂蚁农场——时,他终于看到了蛤蜊在做什么。这些动物被困在两块透明的板之间,用高速摄像机拍摄,并被玻璃珠组成的“沙滩”包围。

Winter 的视频显示,当蛤蜊收缩其瓣时,它所做的不仅仅是向足部泵血。收缩会关闭其外壳,从而减轻对周围土壤的压力。土壤开始碎裂,并与从上方吸入的缝隙中的水混合。水使土壤“液化”,使其像流沙一样柔软松散。它的阻力大大减小,蛤蜊可以以大约十分之一的能量在其中移动。它会迅速完成,以免土壤有机会再次固化。Winter 不仅仅是出于研究蛤蜊的兴趣而研究它们。他的研究赞助商名单很有说明性:Battelle Memorial Institute,一家科技开发公司;Bluefin Robotics;以及 Chevron Corporation,一家勘探石油和天然气的能源公司。Winter 利用他的新知识创造了 RoboClam:一种模仿蛤蜊挖掘技术的机器人。它的尺寸大约和一个打火机差不多,但它带有更大的支撑框架,包含活塞和调节元件。经过进一步开发,RoboClam 可以充当一个可以轻松设置和取消的轻量级锚。它可以为研究海底的小型水下机器人提供系泊;帮助安装海底电缆或深水石油钻井平台;甚至引爆埋藏的水下地雷。参考文献:Winter, Deits & Hosoi. 2012. Localized fluidization burrowing mechanics of Ensis directus.Journal of Experimental Biology http://dx.doi.org/10.1242/jeb.058172图片由 Arne Huckelheim 提供













