Sådan svømmer fisk:Billedapparat viser bidrag fra finner

Fiskesvømning har altid fascineret mennesker, inspireret til videnskabelig forskning og tekniske innovationer. Imidlertid har de komplekse undervandsbevægelser af fisk været vanskelige at studere på grund af begrænsningerne ved traditionelle billeddannelsesteknikker. Nu har forskere ved University of California, Berkeley, udviklet en ny billedbehandlingsenhed, der giver dem mulighed for at visualisere og kvantificere bidraget fra forskellige kropsdele, såsom finner, i fisk, der svømmer.

Billedapparatet, kaldet "Digital Holographic Microscopy (DHM) system," bruger sammenhængende lys til at fange tredimensionel information om en svømmende fisk. Systemet består af et højopløseligt kamera og en laser, som oplyser akvariet nedefra. Når lyset passerer gennem vandet og interagerer med fisken, skaber det en forvrænget bølgefront. Denne bølgefront fanges derefter af kameraet, som registrerer de interferensmønstre, der skabes af lysets og fiskens interaktion.

Ved at analysere de registrerede interferensmønstre kan forskerne rekonstruere et tredimensionelt billede af fiskens krop og dens bevægelser. Dette giver dem mulighed for at spore fiskens kropskinematik og beregne de kræfter, der genereres af forskellige finner. DHM-systemet giver meget højere rumlig og tidsmæssig opløsning sammenlignet med traditionelle billedbehandlingsteknikker, hvilket giver mulighed for detaljeret analyse af fiskes svømmende biomekanik.

Forskerne brugte DHM-systemet til at studere svømmeadfærden hos zebrafisk, en lille ferskvandsfisk, der almindeligvis bruges i biologisk forskning. De fandt ud af, at bryst- og bækkenfinnerne spiller en væsentlig rolle i at generere fremdrift til fremdrift, mens halefinnen (hale) hovedsageligt bidrager til manøvrering og stabilitet. Undersøgelsen afslørede også, at zebrafisken kan modulere kraftproduktionen og bevægelsen af ​​dens finner for at opnå forskellige svømmehastigheder og svingvinkler.

Resultaterne fra denne forskning har implikationer for forståelsen af ​​fiskenes bevægelse, økologiske interaktioner og udviklingen af ​​svømmetilpasninger. DHM-systemet giver et kraftfuldt værktøj til at studere biomekanikken ved svømmende fisk og åbner nye veje til at udforske fiskens komplekse undervandsverden.