Ed. Uwaga: witamy ponownie gościa blogera Grega Ladena na dwutygodniowej wycieczce blogowej na temat zaskakującej nauki.
powiązana zawartość
- Boa Constrictors Kill poprzez zatrzymanie krążenia krwi
To historia węży, wysp i studentów. Zacznijmy od węży.
Wśród wielu różnych rodzajów węży są dusiciele: boa i pytony. Są bliskimi krewnymi, którzy rozeszli się miliony lat temu. Pytony znajdują się w Starym Świecie (Afryka i Azja), a także w Australii. Boa (rodzina Boidae) występują w Nowym Świecie (Ameryka Północna, Środkowa i Południowa, w tym niektóre wyspy Karaibów). Wszyscy zabijają zdobycz, owijając ją i ściskając na śmierć.
Wśród boa znajduje się forma mieszkalna na wyspie w Belize, która jest przedmiotem zainteresowania ekologów, ekologów, a ostatnio biologów behawioralnych. Jest to miniaturowy boa Snake Cayes, grupy wysp u wybrzeży południowego Belize. Kiedy mówię „miniaturowy”, mam na myśli, że mają one długość od 30 cm do około 2 metrów (1 do 6 stóp). Jest to niewielkie w porównaniu z lądem boa tego samego gatunku, który może osiągnąć 4 metry długości.
Populacje zwierząt żyjących na wyspach często różnią się wielkością od populacji na kontynencie. Średnie i większe ssaki, takie jak jelenie, wydają się być mniejsze na wyspach, małe ssaki, takie jak gryzonie, wydają się być większe. Coś takiego może się zdarzyć także w przypadku węży.
Allison Hall (z lewej) mówi: „To normalne, że trochę boisz się węży, ale naprawdę angażujesz się w projekt i uwielbiasz zwierzęta”. Amanda Hayes jest po prawej stronie. (Zdjęcie dostarczone przez Dickinson News and Events) Scott Boback jest ekspertem od tych zwierząt i od czasu, gdy był studentem na uniwersytecie w Auburn, próbował odpowiedzieć na pytanie „jak i dlaczego te węże są małe?”
Najbardziej prawdopodobnym wyjaśnieniem różnic wielkości wydaje się być dieta lub inne cechy środowiska albo genetyka. Być może wyspy mają ograniczone zapasy żywności, więc węże rosną powoli, a zatem jest ich niewiele lub nie ma ich wcale. Zajęłoby im to tak długo osiągnięcie dużego rozmiaru, że gdzieś wzdłuż linii mogliby zginąć. Alternatywnie, może być tak, że węże, które rosną powoli lub prawie przestają rosnąć, gdy zbliżają się do określonego rozmiaru, żyją dłużej lub rozmnażają się bardziej efektywnie (prawdopodobnie z powodu ograniczonego zaopatrzenia w żywność). Jeśli tak, geny zaangażowane we wzrost będą kształtowane przez dobór naturalny, az czasem węże wyspowe będą małe, ponieważ są genetycznie różne. Możesz łatwo wyobrazić sobie, jak te dwa procesy mogłyby ze sobą współpracować, być może początkowo działające efekty środowiskowe, ale zmiany genetyczne narastały w miarę upływu czasu.
Boback w końcu doszedł do wniosku o niewielkim rozmiarze boa na wyspie. Niedawno powiedział mi: „ustaliliśmy, że na wyspach istnieje pewien element genetyczny karłowatości. Uważamy jednak, że w rzeczywistości jest to połączenie efektów genetycznych i środowiskowych, które ostatecznie determinują wielkość boa wyspowego. Oznacza to, że tempo wzrostu jest różne dla boa wyspowego i stałego, a wydaje się, że jest to częściowo determinowane przez genetykę. ”(Patrz odniesienie do jego pracy na temat tych badań).
Niedawno Boback i jego uczniowie z Dickinson College zadawali inne pytanie na temat boa: Skąd wiedzą, kiedy przestać ściskać swoją ofiarę? To interesujące pytanie, ponieważ, jak można sobie wyobrazić, kurczenie się większości mięśni w ciele przez dłuższy okres czasu jest kosztowne energetycznie, ale puszczenie ofiary, zanim będzie całkowicie martwe, może spowodować utratę posiłku. W ramach nieformalnego eksperymentu zadałem to pytanie pięciu różnym osobom w ciągu ostatnich dwóch dni, po przeczytaniu badań Bobacka, i wszyscy dali w przybliżeniu tę samą odpowiedź: węże puszczają, gdy ofiara jest martwa i przestają walczyć.
Okazuje się, że robimy naukę, aby udowodnić, że się mylimy, ponieważ to nie jest odpowiedź. Podejrzewając szczególny mechanizm, Boback jego uczniowie, którzy utrzymują kolonię tych boa w swoim laboratorium w Dickinson, opracowali genialny eksperyment. Zabrali wiele martwych szczurów, które normalnie byłyby karmione dla węży, i zainstalowali w nich roboty „serca”. Gdy węże zwęziły szczury, pozwolono im przez chwilę bić serca, a następnie je wyłączyć. Wkrótce węże rozluźniły uchwyt i puściły.
Okazuje się, że boa potrafią wykryć bicie serca u ofiary i wykorzystują te informacje do określenia, jaką presję zastosować. Węże, które nigdy nie zabiły ani nie zjadły żywej ofiary, działały tak samo jak węże z doświadczeniem z żywą zdobyczą, co sugeruje, że takie zachowanie jest wrodzone i nie nauczyło się.
„Wielu z nas uważa węże za zuchwałych zabójców, niezdolnych do złożonych funkcji, które zwykle rezerwujemy dla wyższych kręgowców”, mówi Boback. „Stwierdziliśmy inaczej i sugerujemy, że ta niezwykła wrażliwość była kluczowym postępem, który doprowadził do sukcesu całej grupy wężów”.
Jedną z ciekawych rzeczy w tym projekcie jest to, że wymagało to wysiłku naukowców. Studenci nie tylko brali udział w badaniach, ale także pomogli w opracowaniu recenzowanej pracy i są wymienieni jako autorzy. Katelyn McCann, która była studentką tego projektu, a teraz pracuje jako koordynator badań klinicznych w Szpitalu Dziecięcym w Bostonie, zauważa: „Mogłam doświadczyć prawdziwej współpracy badań, a także godzin niezależnej pracy związanej z produkt finalny. Teraz, pracując w badaniach, czuję, że naprawdę rozumiem metodę naukową i to, co wchodzi w skład każdego badania. ”Boback dodaje:„ Badania wydziałowe studentów w Dickinson są dla studentów szansą na doświadczenie nauki w działaniu. Jest to najbardziej podstawowy poziom uczenia się w nauce, ponieważ student aktywnie uczestniczy w procesie odkrywania. ”
Źródło:
Boback, S., Hall, A., McCann, K., Hayes, A., Forrester, J., & Zwemer, C. (2012). Wąż moduluje zwężenie w odpowiedzi na bicie serca ofiary Biology Letters DOI: 10.1098 / rsbl.2011.1105
Boback, SM i DM Carpenter. 2007. Wielkość ciała i kształt głowy u boa wyspowego (boa dusiciel) w Belize: wkład środowiskowy a genetyczny. Strony 102-116 w redakcjach RW Henderson i R. Powell. Biologia boa, pytonów i powiązanych taksonów. Eagle Mountain Publishing, Eagle Mountain, UT.
Dodatkowe informacje na temat tej historii pochodzi od dr Scott Boback i komunikat prasowy z Dickinson College.
