美洲鳄鱼是北美洲最大的本土淡水食肉动物，它有牙齿，窄口，类似于它的同名爬行动物。它们主要生活在阿肯色州、路易斯安那州和德克萨斯州，可以长到10英尺长，300磅重。长期以来，渔民们一直认为加尔斯是“垃圾鱼”，因为它们不值得麻烦，所以经常把它们扔回去。在研究鱼类进化的生物学家心中，加尔斯有着特殊的地位。
查尔斯·达尔文称盖尔斯为“活化石”，因为它们的身体与一亿多年前白垩纪时期的祖先大致相同。研究现代加尔斯可以提供许多线索，了解这些古代鱼类和它们的亲戚是如何生活的。现在，芝加哥大学的一项新研究揭示了美洲狮进食的迷人细节，包括它强有力的颚和令人惊讶的用吸力将猎物吸进身体。
这项发表在《形态学杂志》上的研究，利用高速摄像技术捕捉到了美洲狮捕捉猎物时颚部的图像。领导这项研究的芝加哥大学博士后研究员贾斯汀·伦伯格(Justin Lemberg)随后将从视频片段中提取的测量数据应用到gar头骨的三维软件模型中，以重建其关节和骨骼的运动。
莱姆伯格说:“周围有生物保持着所有这些古老的特征，这有助于我们了解化石记录中发生了什么。”“如果我们能弄清楚这些特征在现代化石中被用来做什么，或许我们能更好地解释这些特征何时在其他化石中出现。”
克服了水的物理性质
与人类不同的是，鱼类的下颚是通过一个简单的铰链来打开和关闭的，它们有复杂的头骨，有多块骨头、关节和软骨，可以滑动、弯曲和旋转来打开下颚和扩张上颚。这帮助鱼类克服了一个基本的物理问题——当它们接近水下的食物时，它们的身体也会把一波水推到前面。如果不补偿这个，它就会把它推开(想想从一杯水中取出一块面包屑而不把它夹在一边有多难)。
硬骨鱼(Teleosts)是现代绝大多数像鲈鱼或鲷鱼这样的有光线鳍的鱼类，它们克服了这个问题，张开嘴，在不同的位置扩张它们的腭部和头骨的部分，以产生吸力，并通过鳃吸水。Gars被认为是一种简单的“横向捕食者”，它们靠近猎物，用长长的牙齿咀嚼猎物，同时把长长的鼻子划到一边。
CT扫描鳄鱼如何捕捉猎物的动画。(由Justin B. Lemberg等人提供)
在这项研究中，伦伯格使用了17只鳄鱼幼崽，这些幼崽是他自己养大的。他把它们从佐治亚州温泉市的一个养鱼场里捡起来，开着他的本田思域(Honda Civic)轿车一路开回芝加哥。
然后，他训练这些狗熊在明亮的灯光下吃用钳子夹着的冻干磷虾片，这样他就可以使用一种特殊的摄像机，每秒能拍摄500帧。令人惊讶的是,当一个机载导弹的定位在水族馆的一边,不能使用其特点削减运动,Lemberg可以看到那块吃磷虾是开始进入嘴里就开设了下巴,然后呆在室内,因为它关闭了。这意味着这种鱼也能吸引人，就像大口黑鲈一样。这一切都发生在42毫秒之内。
莱姆伯格说:“看到一只美洲狮张开嘴，食物就这样掉进去，这完全出乎我的意料。”
Lemberg还使用了对gar头骨的详细CT扫描，在三维软件模型中重建了它所有骨骼的运动。他注意到，当他观看显示头骨顶部的视频时，他可以看到当雄狮咬住它的下颚时，白色的、未暴露的皮肤闪现出来。当他在模型中重现这一运动时，它表明，上颚的一部分必须沿着一个叫做basipterygoid的独特关节向外滑动，以扩张下颚并产生吸力。
莱姆伯格说:“这表明，只要张开它宽大扁平的下颚，它就会在下颚之间制造负压，这有助于吸引猎物。”“然后，当下颚闭合时，它就不再有可能把猎物和水一起推出水面，而是将这些后部的部分展开，继续把猎物吸回去。”
给女孩一些爱
这项研究增加了关于gars及其饲养机制的相对较少的文献。伦伯格说，他发现的另一项专门针对gar的研究发表于1980年，另一项研究将它们与2004年的其他鱼类进行了比较。
也许是时候让卑微的加尔得到一些科学上的爱了。今年3月，一名10岁的男孩发起了一场运动，阿肯色州议会投票将美洲鳄作为该州的州鱼。
“我们绝对需要这些数据，因为它可以告诉我们很多关于古代鱼类是如何喂养的，”Lemberg说。“因为它不在那里，我不得不自己去收集。”
引文:“鳄鱼加尔的进食运动学和形态学”，贾斯汀·b·莱姆伯格、尼尔·h·舒宾和马克·w·韦斯特尼奇。形态学杂志2019年8月6日。DOI: 10.1002 / jmor.21048
这篇文章最初发表在芝加哥大学医学网站上。