絶滅腕足類の殻形態:その流体力学的効果による受動的採餌流の形成機構と採餌効率

已灭绝腕足动物的壳形态：被动觅食流的形成机制和流体动力效应的觅食效率

基本信息

批准号：
08J10796
负责人：
椎野勇太
金额：
$ 0.77万
依托单位：
The University of Tokyo
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2008
资助国家：
日本
起止时间：
2008 至 2009
项目状态：
已结题

项目摘要

今年度の目標は,絶滅した二枚貝様の底生無脊椎動物腕足類スピリファー類における流体力学的特性を,受動的な採餌水流の形成メカニズムの点から明らかにし,鍵となる殻の形質の最適性を検討することであった.初年度の研究によって,スピリファー類が受動的採餌水流を効果的に発生させるには,殻の正中線上にある湾曲部サルカスが重要な役割を果たしていることがわかっている.したがって,このサルカスの発達具合が微妙に異なれば,流入の強さも異なる可能性が考えられる.そこで,サルカスがどのような制約条件のもと最適化されていたのか検討するために,サルカスの発達具合を変化させたモデルを用いて流体解析を行った.サルカスを完全に欠如させたモデルで解析を行った結果,流入流出関係が逆転するだけでなく,殻内側で生じるはずの渦流が効果的に形成されることはなかった.また.サルカスの深さを3段階に変化させたモデルを用いて解析を行った結果,開口部における圧力差は,サルカスが深いほど大きくなることが明らかとなった.一方,殻内側の理想的流体挙動である渦状旋回流は,3段階のサルカス全てのモデルで形成されることがわかった.しかしながら深いサルカスおよび浅いサルカスとしたモデルにおける渦状旋回流の流速は,周辺流速の違いに応じて不安定であった.これら一連の結果は,より深いサルカスであれば,高い圧力差を発生しやすい上,力強い流入を可能にすることを意味する.その一方で力強い流入は,殻内側で受動的な採餌を行う上で不都合であった可能性が高い.さらに深いサルカスは,自然環境下で見られるような周辺水流の速度変化に対して過敏に機能するため,受動的採餌を行う上では不利であったと考えられる.結果的に,スピリファー類のサルカス形態は,受動的採餌を行うために,流水環境に対する機能と軟体部の最適濾過条件の関係によって制約を受けている可能性が示唆される.

今年的目的是阐明灭绝双壳类底栖无脊椎动物腕足动物精神仪的流体动力特性，从被动觅食水流的形成机理方面，并检查了最佳的密钥壳特质。第一年的研究表明，在壳的中线上的弯曲肌肉在有效产生被动觅食水流方面起着重要作用。因此，这种讽刺的发展略有不同。在这种情况下，流入的强度可能会有所不同。因此，为了检查sarcus的约束，使用了改变sarcus发展的模型进行流体分析。结果，我们使用完全缺乏sarcus的模型进行了分析，不仅流入关系逆转，而且还没有有效形成壳内内部的涡流。此外，我们使用一个模型进行了分析，该模型在三个阶段中改变了Sarcus的深度。随着讽刺性的更深层次，开口的压力差显然增加了。另一方面，发现壳体内部的理想流体行为（涡流旋流流）在讽刺模型的所有三个阶段中形成。但是，根据周围流速速度的差异，较深和浅的讽刺模型中螺旋旋流流的流速是不稳定的。这些结果表明，更深的讽刺倾向于产生高压差，并允许强烈的流入。但是，这意味着强大的流入可能会使外壳内的被动觅食不便。深sarcos对周围水流速度的变化更为敏感，如自然环境所见，被认为是处于被动觅食的不利地位。结果，建议刺激器的肉体形态可能受到自来水环境的功能与软体最佳过滤条件之间的关系，以进行被动觅食。