Jakie jest najgłośniejsze morskie stworzenie?

Water vector created by upklyak - www.freepik.com

Gdy mowa o najgłośniejszych mieszkańcach oceanów, wielu od razu wspomina płetwala błękitnego, który potrafi wydawać dźwięki słyszalne na setki kilometrów. Jednak wbrew oczekiwaniom, najgłośniejszy naturalny hałas w środowisku morskim wcale nie pochodzi od wielorybów, lecz od maleńkich krewetek, znanych jako krewetki strzelające (snapping shrimp, pistol shrimp lub alpheid shrimp).

 

Płetwal błękitny kontra krewetka strzelająca: niespodziewana rywalizacja

Płetwale błękitne bez wątpienia imponują swoimi rozmiarami i umiejętnościami. Ich grzmiące pieśni sięgają 188 decybeli i służą do komunikacji na ogromne odległości. Niemniej jednak, hałas wytwarzany przez biliony krewetek strzelających przewyższa te wartości, osiągając ogłuszające 246 decybeli pod wodą. To odpowiada 160 decybelom w powietrzu, co znacznie przekracza poziom hałasu odrzutowca przy starcie (około 140 decybeli) i próg bólu u człowieka.

 

Fenomen „warstwy krewetek” i jej wpływ na technologie

Tak zwana „warstwa krewetek” to gęste skupiska krewetek strzelających, które tworzą stałe tło dźwiękowe w oceanie. Hałas ten jest tak intensywny, że potrafi „oślepić” sonary okrętów podwodnych, czyniąc je bezużytecznymi w strefach zamieszkałych przez te krewetki. Hydrolokatorzy znajdujący się pod taką warstwą nie mogą rozróżnić dźwięków dochodzących z góry i odwrotnie. Jedynym sposobem na przezwyciężenie tej dźwiękowej „blokady” jest fizyczne podniesienie masztu przez warstwę krewetek w celu bezpośredniego odbioru sygnałów.

 

Mechanika dźwięku: jak krewetki strzelające tworzą swój hałas

Źródłem tego niesamowitego hałasu jest unikalna anatomia krewetek strzelających, przedstawicieli rodzajów Alpheus i Synalpheus. Te małe krewetki, o długości zaledwie 3–6 centymetrów, posiadają asymetryczne szczypce, z których jedna jest znacznie większa od drugiej i może być zarówno prawą, jak i lewą. Większe szczypce są wyposażone w specjalny mechanizm: mały występ po jednej stronie wchodzi w zagłębienie po drugiej, tworząc przy zatrzaskiwaniu potężny efekt hydrodynamiczny.

Krewetka strzelająca Alpheus

Alpheus | shutterstock.com

Krewetka strzelająca Synalpheus

Synalpheus | wikimedia.org

 

Kawitacja: fizyczny cud w miniaturze

Przy błyskawicznym zatrzaśnięciu szczypiec woda zostaje wyrzucona z niesamowitą prędkością, osiągającą 100 kilometrów na godzinę. Prowadzi to do tworzenia pęcherzyków pary w procesie znanym jako kawitacja. Pęcherzyki szybko się rozszerzają, a następnie zapadają, wywołując gwałtowny dźwiękowy huk, błysk światła, a nawet krótkotrwały wzrost temperatury do 7700 °C. Dla porównania, temperatura powierzchni Słońca wynosi około 5500 °C. To zjawisko, zwane sonoluminescencją, stanowi przekształcenie energii dźwiękowej w światło i wciąż jest przedmiotem badań naukowych.

 

Polowanie za pomocą dźwięku: strategia krewetki strzelającej

Krewetki strzelające używają swoich potężnych kliknięć nie tylko do komunikacji, ale także do polowania. Czekając w swoich norach lub pod kamieniami, śledzą ofiary za pomocą czułych czułków. Gdy potencjalna ofiara znajdzie się w zasięgu, krewetka natychmiast wyskakuje, odciąga swoje duże szczypce i wykonuje „strzał”. Potężna fala uderzeniowa ogłusza lub nawet zabija małe ryby lub inne skorupiaki, po czym krewetka wciąga zdobycz do swojego schronienia.

Szczypce krewetki (krewetki strzelającej). Schemat zapadania się pęcherzyka i towarzyszących mu efektów

Na pierwszej części schematu przedstawiono zamknięte szczypce krewetki z lekko ukrytym tłokiem (P). Na drugiej części schematu przedstawiono otwarte szczypce krewetki z otwartym tłokiem (P) i komorą (C). Trzecia część schematu przedstawia otwarte szczypce krewetki z wodą (W), wpływającą do otwartej komory (C). W czwartej części schematu przedstawiono zamknięte szczypce krewetki z tłokiem (P), wstawionym do komory (C), oraz wypływający strumień wody (J) z komory | wikipedia.org

 

Komunikacja i zachowania społeczne

Oprócz polowania, kliknięcia krewetek strzelających służą do komunikacji wewnątrz gatunku. Pomagają nawiązywać więzi społeczne, ustalać terytoria i znajdować partnerów płciowych. W niektórych przypadkach krewetki tworzą skomplikowane kolonie z podziałem ról, co świadczy o wysokim poziomie organizacji społecznej.

 

Wpływ na działalność człowieka

Intensywny hałas wytwarzany przez krewetki strzelające ma istotne konsekwencje dla nawigacji morskiej i technologii wojskowej. Może utrudniać pracę systemów sonarowych, wykorzystywanych do wykrywania okrętów podwodnych i innych obiektów. W strefach masowego zamieszkania tych krewetek sonar staje się praktycznie bezużyteczny, co może być wykorzystywane w taktyce zwalczania okrętów podwodnych.

Ponadto efekty kawitacyjne wywołane masowymi kliknięciami mogą powodować mikrouszkodzenia na powierzchni śrub okrętowych i innych konstrukcji podwodnych. Chociaż te uszkodzenia zazwyczaj są niewielkie, mogą z czasem prowadzić do obniżenia wydajności sprzętu i wymagać dodatkowej konserwacji.

 

Rozprzestrzenienie i rola ekologiczna

Krewetki strzelające są szeroko rozpowszechnione w ciepłych wodach tropikalnych i subtropikalnych regionów na całym świecie. Zamieszkują płytkie wody, rafy koralowe, zarośla mangrowe i piaszczyste dna. Te krewetki odgrywają ważną rolę w ekosystemie, uczestnicząc w łańcuchach pokarmowych i przyczyniając się do napowietrzania gruntu dzięki swojej działalności ryjącej.

 

Symbioza z innymi gatunkami

Niektóre gatunki krewetek strzelających wchodzą w wzajemnie korzystne relacje z rybami babkowatymi. Krewetki zapewniają rybom schronienie w swojej norze, a babki, które mają lepszy wzrok, ostrzegają krewetki przed niebezpieczeństwem. Ta symbioza jest doskonałym przykładem koevolucji i skomplikowanych interakcji między różnymi gatunkami.

 

Ciekawe fakty i badania naukowe

  • Unikalność dźwięku: Każdy gatunek krewetek strzelających wydaje kliknięcia o unikalnych właściwościach akustycznych, co pozwala naukowcom wykorzystać je do badania bioróżnorodności i monitorowania ekosystemów morskich.
  • Potencjał w medycynie: Badania nad efektami kawitacyjnymi wytwarzanymi przez krewetki strzelające mogą mieć zastosowanie w technologiach medycznych, takich jak terapia ultradźwiękowa i precyzyjne dostarczanie leków.
  • Robotyka: Mechanizm kliknięcia krewetek zainspirował inżynierów do opracowania mikromechanicznych urządzeń i nowych typów podwodnych systemów robotycznych.

 

Krewetki strzelające, te maleńkie, lecz niezwykle potężne mieszkańcy oceanu, pokazują, jak fascynujący i różnorodny jest świat podwodny. Ich zdolność do wytwarzania hałasu przewyższającego najgłośniejsze dźwięki wydawane przez duże zwierzęta morskie jest nie tylko ciekawym fenomenem biologicznym, ale ma również praktyczne konsekwencje dla człowieka. Badanie tych krewetek nadal odsłania nowe aspekty fizyki, biologii i ekologii, przypominając nam, że nawet najmniejsze stworzenia mogą mieć ogromne znaczenie.

Dla tych, którzy chcą zobaczyć ten niesamowity proces na własne oczy, polecamy obejrzeć wideo poniżej, gdzie można szczegółowo zaobserwować moment zapadania się pęcherzyka i towarzyszące mu efekty.

 

Wykorzystanie fali uderzeniowej przez krewetki podczas polowania

Możesz włączyć napisy w odtwarzaczu wideo i wybrać ich tłumaczenie na dowolny język w ustawieniach