首先,射水鱼要解决猎物的定位问题。
因为当射水鱼喷水时,它们的眼睛是在水下的。如果你还记得小学课本上“筷子放到水中的实验”,或者经常游泳,就会知道光线进入水中会发生弯曲,我们称之为折射现象。
在1621年,人类数学家首次通过斯涅尔定律精准地确定了折射常数规律。而这些不起眼的小鱼显然走在了人类的前面,它们不但了解折射,而且能够无差别地校正折射。
这可不是一个不起眼的校正,因为射水鱼喷出的水柱不是直线飞行的,地球引力会把它变成抛物线。很显然射水鱼明白这一点,它们知道自己喷出水柱的运行路径,然后使水柱准确击中目标。
在实验中,研究人员发现射水鱼校正水柱的数值随目标的高度不同而不同。它们不仅会以典型的约74度角喷射水柱,而且还会以其他角度喷射。
举例来说,当目标猎物高度达到10厘米时,射水鱼喷出的水柱落差在0到2厘米之间。当这个高度达到30厘米时,落差范围在2到15厘米之间。也就是说,射水鱼通过精确地调整其喷出水柱的角度和速度,解决了一个在现代人看来都极具挑战性的物理问题。
其次,射水鱼要解决喷出的水的动力问题。
在喷射之前,射水鱼会用舌头顶着上颚形成一个管道,然后迅速闭合鳃盖,使管内的水承压并喷出。大多数射水鱼能够在1.5米的范围内准确喷射水柱,而一些体型较大的喷水鱼可以将这个范围扩大到2-3米,甚至更高。