滑行机械参数的逐次变化可预测幼年斑马鱼的游泳时序

大多数动物以间歇性的方式运动。其中，飞行动物和游泳动物的运动分为两个阶段：主动推进阶段，即拍动翅膀或摆动尾部；以及紧随其后的阶段，即在空气或水中滑翔或滑行。主动运动的运动学通常已得到充分研究，但其后的滑行阶段则较少受到关注。我们以斑马鱼幼鱼作为间歇性运动的模型。斑马鱼幼鱼以离散的游动爆发进行游泳，每次持续约200毫秒，随后进行短时、短距离的滑行，之后大致静止约800毫秒。我们发现，斑马鱼幼鱼并不像被动物体那样滑行。尽管它们的滑行距离与此前一次游动的力量相关，这符合物理学预期，但它们似乎能够调节滑行过程的力学特性：时间常数并非常数，而是在不同滑行阶段之间发生变化。此外，时间常数与两次游动爆发之间间隔的持续时间相关。这表明，斑马鱼幼鱼能够缩短或延长滑行持续时间，并且滑行会抑制下一次游动的启动。最后，时间常数会迅速发生变化，而其他游泳运动学指标（例如游动距离）在至少数秒的时间尺度上表现出自相关性。总而言之，这些结果表明，鱼类以及可能的其他以间歇方式运动的动物，会主动调节推进后的运动过程，其目的可能是在快速运动所伴随的视觉模糊反馈缺失时获取感觉反馈。

大多数动物以间歇性方式运动。其中，飞行动物和游泳动物的运动分为两个阶段：主动推进阶段，即拍打翅膀或摆动尾部；以及紧随其后的阶段，即在空气或水中滑翔或惯性前进。主动运动的运动学特征通常已得到充分研究，但其后的惯性前进阶段则知之甚少。我们以斑马鱼幼体作为间歇性运动的模型。斑马鱼幼体以离散的游动爆发进行游泳，每次持续约200毫秒，随后进行短时间、短距离的惯性前进，之后大体静止约800毫秒。我们发现，斑马鱼幼体并不像被动物体那样进行惯性前进。尽管如物理学所预期的那样，它们的惯性前进距离与此前一次游动的力度相关，但它们似乎能够调节惯性前进的力学特性：时间常数并非常数，而是在不同次惯性前进之间发生变化。此外，时间常数与两次游动爆发之间间隔的持续时间相关。这表明，斑马鱼幼体能够缩短或延长惯性前进的持续时间，并且惯性前进会抑制下一次游动的启动。最后，时间常数会迅速变化，而其他游泳运动学特征（例如游动距离）则在至少数秒的时间尺度上呈现自相关性。总体而言，这些结果表明，鱼类以及可能的其他采用间歇性运动的动物，会主动调节推进结束后的运动过程，其目的可能是在快速运动所伴随的模糊视觉反馈缺失时获取感觉反馈。

📄 原文链接：https://www.biorxiv.org/content/10.64898/2026.09.25.754473v1?rss=1

🏷️ 斑马鱼幼鱼 间歇性游泳 滑行运动 运动生物力学 感觉反馈