学习蝠鲼的独特过滤系统


学习蝠鲼的独特过滤系统


前口蝠鲼的口腔
()据EurekAlert!:蝠鲼是通过一种独特的过滤系统来进食的,该系统可让水通过 , 而细小的食物颗粒(即使其比蝠鲼的滤孔还?。┰蚧帷暗笨怀缘?。这一过滤机制令其有望用于工业过程(如废水处理及减少微型塑料污染),因为它会排斥颗粒而非卡住颗粒,因此能抗阻塞 。
工业和生物系统会用多种不同的固液分离机制,它们包括筛子(常见于沥干意大利面食的漏锅)、错流、水溶胶和旋风式分离 。然而,这些过滤系统经常堵塞,使得对其进行清洁成本高昂且费时 。蝠鲼所拥有的过滤系统与其它动物不同;它们会在游动时张嘴进食;它们在捕获浮游生物的同时会通过鳃将海水排掉 。人们对蝠鲼的解剖颇为了解,但其过滤器官所用的分离机制则仍然令人捉摸不透 。
Raj V. Divi和同事用物理建模和计算流体动力学(CFD)对蝠鲼可进行过滤-进食的口腔周围的液体流动进行了检查 。他们根据海洋巨型蝠鲼(前口蝠鲼)创建了3-D打印模型,并将其置于一个充满染料的再循环流动池中 , 这些染料可用来观看流动池周围的液体流动 。作者发现 , 液流分离发生在每一过滤器叶片的前沿之后 , 并在每一孔隙内形成大涡流 。在有颗粒存在时,代表浮游生物的中性浮力颗粒会被过滤器排斥 。CFD模型揭示 , 接触力可使颗粒从滤孔“弹”开并向后回到快速移动的自由流动中 。
作者说 , 这证明了吸入蝠鲼口中的小颗粒食物实际上被吃了,而非通过鱼鳃排出或堵塞在滤孔周围 。