猎物呈现方式对陆生与水生钝口螈摄食运动学的差异性影响研究

这篇研究通过对比猎物放置方式（基质放置与镊子悬吊）对钝口螈（Ambystomatidae）水生吸食与陆生捕食运动学的影响，揭示了环境介质（水/空气）对摄食控制机制的深层作用。研究发现吸食行为（suction feeding）受猎物呈现方式显著影响（如张口幅度MG、最大张口角MGA等参数变化），而陆生摄食则保持稳定，表明水生环境依赖前馈控制（feedforward）而陆生环境依赖反馈机制（feedback）。研究为动物行为学实验标准化提供了重要参考。

　　

猎物呈现方式对陆生与水生钝口螈摄食运动学的影响研究

实验设计与物种选择

研究选用钝口螈科（Ambystomatidae）三个近缘物种：水生型墨西哥钝口螈（Ambystoma mexicanum）与陆生型虎纹钝口螈（A. tigrinum）及横带钝口螈（A. mavortium）。通过高速摄像（1000 fps）记录两种猎物呈现方式（基质放置/镊子悬吊）下的摄食行为，使用DeepLabCut进行无标记姿态分析，量化25个运动学参数（如最大张口距离MG、舌器最大凹陷Mhd1等）。

水生吸食的敏感性

当猎物被镊子悬吊时，墨西哥钝口螈表现出显著的运动学调整：张口幅度增加23%（MG 6.83→8.41 cm），最大张口速度（MSGO）提升1.8倍，头部仰角（MHA）增大15°。这种变化被解释为对流体动力学改变的适应——悬吊猎物需要克服更大的拖曳力（drag force）和加速反作用力（acceleration reaction）。值得注意的是，猎物置于基质时，吸食效率更高，这与Nauwelaerts的流体力学模型相符：基质限制水流为二维空间，使压力梯度力（pressure gradient force）集中。

陆生摄食的稳定性

与水生组形成鲜明对比，陆生个体运动学参数不受猎物呈现方式影响（p>0.1）。但猎物悬吊时舌捕食失败率升至38.7%（基质放置仅5%），失败后转为颌捕食（jaw prehension）时，舌回缩加速度（MATgP）显著增加（p=0.05）。这种策略转换体现了典型的反馈控制（feedback control）机制——通过舌垫接触感知实时调整运动输出。

控制机制的介质依赖性

主成分分析（PCA）显示，PC1轴（54.9%方差）清晰分离水陆两组：水生个体以短时程（PCD 0.12±0.03 s）、高加速度（MADhd1 -280 cm/s²）为特征；陆生个体则表现为长时程（PCD 0.45±0.11 s）、低加速度。这种差异源于介质特性：水的密度（830倍于空气）要求前馈控制（feedforward），而空气环境允许通过本体感觉进行实时修正。

标准化实验的启示

运动学差异度（disparity）分析显示，陆生组变异系数（1.65）显著高于水生组（0.89），说明水生摄食受物理约束更强。这提示在跨研究数据整合时，水生实验需严格统一猎物呈现方式，而陆生实验可适当放宽此限制。研究为动物行为学实验设计提供了重要范式——在涉及流体力学机制的研究中，环境介质的干扰效应可能超过个体差异。