入侵的霍氏食蚊魚(yú)會(huì)啃掉淡水魚(yú)和蝌蚪的尾巴，在享用其他魚(yú)類和兩棲動(dòng)物的卵時(shí)會(huì)導(dǎo)致本地動(dòng)物死亡。在12月17日發(fā)表于《交叉科學(xué)》的一項(xiàng)研究中，研究人員設(shè)計(jì)了一個(gè)機(jī)器魚(yú)，用來(lái)嚇走霍氏食蚊魚(yú)，進(jìn)而揭示了恐懼是如何改變其行為、生理和繁殖能力的，這可能有助于扭轉(zhuǎn)入侵物種的蔓延趨勢(shì)。

為了對(duì)抗這種入侵魚(yú)類，由來(lái)自澳大利亞、美國(guó)和意大利的生物學(xué)家和工程師組成的國(guó)際團(tuán)隊(duì)，從它的天然捕食者——大嘴鱸魚(yú)身上尋找靈感。他們精心制作了一種機(jī)器魚(yú)，可以模仿真實(shí)捕食者的外表和動(dòng)作。在計(jì)算機(jī)視覺(jué)的輔助下，當(dāng)發(fā)現(xiàn)霍氏食蚊魚(yú)正在接近一種澳大利亞蛙種的蝌蚪后，機(jī)器魚(yú)就會(huì)發(fā)動(dòng)攻擊。這種蛙類在野外受到霍氏食蚊魚(yú)的威脅。在恐懼和壓力下，霍氏食蚊魚(yú)表現(xiàn)出恐懼的行為，并且出現(xiàn)了體重減輕，體型改變及產(chǎn)卵能力下降，所有這些都損害了它們的生存和繁殖。

“霍氏食蚊魚(yú)是世界上100種最糟糕的入侵物種之一，相對(duì)于它們的傳播，目前消滅霍氏食蚊魚(yú)的方法因?yàn)樘^(guò)昂貴和耗時(shí)而難以奏效。”西澳大利亞大學(xué)的第一作者Giovanni Polverino說(shuō)，“這種全球有害生物對(duì)許多水生動(dòng)物都構(gòu)成了嚴(yán)重威脅。我們提出了一種方法，可以提供更好的策略控制這種全球有害生物，而不是一個(gè)一個(gè)地殺死它們。我們讓它們最可怕的噩夢(mèng)變成了現(xiàn)實(shí)：一個(gè)機(jī)器魚(yú)可以嚇到霍氏食蚊魚(yú)，但嚇不到它周圍的其他動(dòng)物。”

在機(jī)器魚(yú)出現(xiàn)的情況下，霍氏食蚊魚(yú)傾向于彼此保持更近的距離，并花更多的時(shí)間停留在測(cè)試場(chǎng)地的中心，而不愿踏入未知的水域。它們也比那些沒(méi)見(jiàn)過(guò)機(jī)器魚(yú)的霍氏食蚊魚(yú)游得更瘋狂，經(jīng)常急轉(zhuǎn)彎。這些霍氏食蚊魚(yú)在離開(kāi)機(jī)器魚(yú)回到自己的水池后，恐懼的影響依然持續(xù)下來(lái)。受到驚嚇的魚(yú)變得不那么活躍，吃得更多，靜止的時(shí)間也更長(zhǎng)，表現(xiàn)出焦慮的跡象，而這種跡象在它們與機(jī)器魚(yú)最后一次接觸后持續(xù)了數(shù)周。

對(duì)于霍氏食蚊魚(yú)通常捕食的蝌蚪來(lái)說(shuō)，機(jī)器魚(yú)的出現(xiàn)是一種更好的改變。霍氏食蚊魚(yú)是一種視覺(jué)動(dòng)物，主要通過(guò)眼睛觀察環(huán)境，而蝌蚪的視力較差：它們看不清機(jī)器魚(yú)。Polverino說(shuō)：“我們?cè)詾闄C(jī)器魚(yú)對(duì)蝌蚪的影響是中性的，但事實(shí)并非如此。”因?yàn)闄C(jī)器魚(yú)改變了霍氏食蚊魚(yú)的行為，蝌蚪的尾巴上不再有捕食者，因此它們更愿意在測(cè)試場(chǎng)地冒險(xiǎn)。“這對(duì)蝌蚪來(lái)說(shuō)是件好事。一旦擺脫了周圍有霍氏食蚊魚(yú)帶來(lái)的危險(xiǎn)，它們就不再害怕了，它們是快樂(lè)的。”

在霍氏食蚊魚(yú)和機(jī)器魚(yú)進(jìn)行了5周的短暫接觸后，研究小組發(fā)現(xiàn)霍氏食蚊魚(yú)將更多的能量分配給了逃跑而不是繁殖。雄魚(yú)的身體變瘦，呈流線型，尾巴附近的肌肉更強(qiáng)壯，這是為了在水中逃跑而設(shè)計(jì)的。雄魚(yú)的精子數(shù)量更少，而雌魚(yú)的卵子更輕，這種變化可能會(huì)危及整個(gè)物種的生存。

紐約大學(xué)的通訊作者M(jìn)aurizio Porfiri說(shuō)：“雖然成功阻止了霍氏食蚊魚(yú)，但實(shí)驗(yàn)室制造的機(jī)器魚(yú)還沒(méi)有準(zhǔn)備好釋放到野外。”這個(gè)團(tuán)隊(duì)還必須克服技術(shù)上的挑戰(zhàn)。作為第一步，他們計(jì)劃在澳大利亞小而清澈的池塘中測(cè)試這種方法，那里有兩種瀕臨滅絕的魚(yú)類正受到霍氏食蚊魚(yú)的威脅。

“入侵物種是世界范圍內(nèi)的一個(gè)巨大問(wèn)題，也是生物多樣性喪失的第二個(gè)原因，”Polverino說(shuō)，“希望我們利用機(jī)器魚(yú)揭示一種非常成功的有害生物弱點(diǎn)的方法，將為改善生物防治實(shí)踐和打擊入侵物種打開(kāi)大門。我們對(duì)此感到非常興奮。”

相關(guān)論文信息：https://doi.org/10.1016/j.isci.2021.103529