Dlaczego ta mała żaba jest tak zła w skakaniu?

W chwili, gdy ropucha dyniowa wyskakuje w powietrze, wszystko wydaje się możliwe. Mała żaba, która jest wielkości i koloru pszczoły miodnej Malina moroszkiNie ma problemu ze startem z ziemi. Ale kiedy ropucha dyniowa zaczyna się podnosić, coś idzie nie tak.

Ciało żaby zaczyna się obracać, a jej kończyny są spłaszczone jak rozgwiazda. Potem upada, tocząc się bezlitośnie, aż wyląduje na plecach lub głowie i nieumyślnie zatrzyma koła zębate lub rufę.

„Niektórzy mężczyźni po prostu się kręcą” – udawał Andre Confetti, absolwent brazylijskiego Uniwersytetu Federalnego w Paraná, przesuwając palcem w powietrzu podczas rozmowy z Zoomem. „Niektórzy mężczyźni to jest – dodał Confetti, machając palcami w kółko jak koło wodne.

„Żaby fruwają w powietrzu, w kosmosie” – powiedziała Amber Singh, która wkrótce zostanie studentką studiów magisterskich na Uniwersytecie Stanowym w San Jose.

Ropucha dyniowa, która jest żabą, ale nie żabą, tak strasznie ląduje swoimi skokami, że jej całkowita niekompetencja stała się przedmiotem badań naukowych. Zespół naukowców z USA i Brazylii, w tym Confetti i Singh, powiedział, że ma odpowiedź: małe loki są tak małe, że wypełnione płynem komory w ich uszach wewnętrznych, które kontrolują ich funkcję balansowania, są nieco nieskuteczne, eliminując dzielne małe kosze. Przez cały okres lądowań kolizyjnych.

The papier Potwierdza, że ​​nazywa się wiele gatunków ropuch dyniowych należących do rodzaju kijanek kość ramiennaPrezentując „bardzo nietypowy skok z niekontrolowanym zachowaniem podczas lądowania”, powiedziała Tess Kondis, naukowiec z Carleton University w Kanadzie, który nie był zaangażowany w badania.

Albo, jak powiedział Confetti: „Nie robią czegoś dobrze”.

Nie jest łatwo być kręgowcem wielkości pszczoły. Warkocze z dyni sprawiły, że ewolucyjne kompromisy były tak małe, jak zmniejszenie liczby cyfr na nogach z pięciu do trzech. Żaby, które są znane ze swojej wilgoci, wysychają szybciej, gdy są młode, powiedział Rick Isner, morfolog funkcjonalny z Southern Illinois University Edwardsville i autor artykułu badawczego. Ale czasami opłaca się być małym: „Dla puszki dyni mrówka to ogromny posiłek” – powiedział Eisner.

przypisane mu: Andre Confetti

żaby ewoluował Umiejętność skakania zanim rozwiną zdolność do lądowania, co oznacza, że ​​nie wszystkie żaby opanowały drugą część procesu. Eisner wcześniej prowadził badania na grupie podobnych żab o niezgrabnych ogonach, które podskoczyły wystarczająco rozsądnie, ale wylądowały w przeszczepie całej twarzy.

Kiedy Marcio Bay, naukowiec z Federalnego Uniwersytetu Paraná w Brazylii i autor artykułu, dowiedział się o badaniach Eisnera nad miotającą się żabą, wysłał Eisnerowi e-mail o łuskach dyni. Członkowie Pie Lab zaczęli zbierać kijanki i inne miniaturowe żaby z natury, aby zobaczyć, jak skaczą i (próbują) lądować.

Żaby dyniowe żyją nieuchwytnym życiem. Żaby żyją i żerują pod opadłymi liśćmi w Atlantyckim Lesie Brazylii, które podwajają swoją wielkość, co czyni je niezwykle trudnymi do zbadania. „To bardzo małe i tajemnicze stworzenia” – powiedział Condez. „Większość naszej wiedzy o ich zachowaniu pochodzi z rzadkich obserwacji w terenie”.

Znalezienie żab wielkości owadów w Brazylii to trudne zadanie. Chociaż ropucha dyniowa jest tak jasna jak shito, ściółka z liści roi się od neonowych grzybów i innych pomarańczowych organizmów. „Bardzo trudno jest złapać pod ściółką” – powiedział Confetti. „Zwłaszcza dla mnie, ponieważ jestem daltonistą”.

Zamiast tego naukowcy musieli wysłuchać wołania żaby, które brzmi trochę jak świerszcz. W laboratorium Pie naukowcy umieścili każdą żabę na lustrze otoczonym barierą i sfilmowali ich skoki. (Niektórzy musieli być zachęcani delikatnym ruchem ich małego tyłka.)

Kiedy Eisner zobaczył nagranie, wybuchnął śmiechem. Następnie natychmiast pochłonął problem pod ręką. Żaby były bardzo daleko od żab z ogonami podskakującymi na drzewie genealogicznym żab, co oznaczało, że problem nie był genetyczny. Dlaczego więc nie mogli wylądować jednym skokiem? „To nie był moment „Eureki” – powiedział Eisner. „To był moment „Co tu się do cholery dzieje?”.

przypisane mu: Rick Isner

Eisner przeczytał wiele artykułów naukowych, w tym jeden Poprzednie doświadczenie Badacze naruszyli układy przedsionkowe żab trzcinowych, które zwykle są doskonałymi lejkami. Posiekane żaby wykazywały upiornie podobne problemy z lądowaniem jak żaby z kabaczki.

Eisner zastanawiał się, czy problem z żabą osiągnął skalę. Organizmy kręgowców są w stanie równoważyć się i orientować w świecie dzięki naszemu układowi przedsionkowemu: złożonemu systemowi wypełnionych płynem komór i kanałów w naszym uchu wewnętrznym. Poruszanie naszymi głowami powoduje, że płyn zwany endolimfą wytwarza siłę, która odchyla czuciowe komórki rzęsate i sygnały z naszego ośrodkowego układu nerwowego, aby kontrolować naszą postawę i ruch. Pomimo ogromnego zakresu rozmiarów ciała kręgowców, wielkość tych kanałów pozostaje dość stała. „Pomiędzy żabą a człowiekiem lub wielorybem nie zmieniają się tak bardzo, jak można by się spodziewać” – powiedział Eisner.

Naukowcy podejrzewali, że mniejsze ciało i mniejsza czaszka ropuchy mogą ograniczać rozmiar półkolistych kanałów w uchu wewnętrznym i uniemożliwiać swobodny przepływ płynu w ich wnętrzu. „Kiedy bierzesz rurkę i robisz ją coraz mniejszą i mniejszą, zwiększa się opór przepływu płynu” – powiedział Eisner.

David Blackburn, kurator herpetologii w Muzeum Historii Naturalnej na Florydzie i Edward Stanley, naukowiec współpracujący z muzeum, przeprowadzili przekrojowe badanie okazów muzealnych 147 gatunków żab, w tym największego żaba goliata), najmniejsze żaby („są dwa gatunki żab w wybiegu dla najmniejszych żab”, zauważył Stanley) i żaby dyniowe. Żaby były utrzymywane w „standardowej pozycji żaby, nieco sztywnej i niezbyt elastycznej”, jak opisał je Stanley. Zapakował zakonserwowane żaby do torebek strunowych wypełnionych orzeszkami ziemnymi i wytarł je swoją maszyną za milion dolarów. Singh następnie dostarczył modele 3D półkolistych kanałów żab ze skanu CT.

Uzyskane pomiary ujawniły półkoliste kanały kość ramienna Mini żaby w Bidfryna Były to najmniejsze dorosłe kręgowce, co spowodowało utratę kontroli motorycznej, a tym samym chaotyczne lądowanie.

Badacze rozważali inne możliwe wyjaśnienia. Być może trójpalczaste stopy warkoczy dyni poślizgnęły się podczas początkowego skoku? A może jej opadające liście miały przypominać opadłe liście, oszukiwać drapieżniki w poszukiwaniu przekąski? Jak napisali naukowcy, filmy nie ukazywały tak dużego poślizgu podczas startu żab, a warkocze nie pozostawały wystarczająco długo, by przypominać liść.

Skany CT również wskazywały, że w splotach mogły powstać wewnętrzne osłony kostne, które czynią je bezpieczniejszymi podczas zderzeń. „Wydaje się, że noszą plecak, który składa się wyłącznie z kości” — powiedział Stanley, odnosząc się do gatunku ropuchy dyniowej. Brachycephalus ephippium. Jednak ropucha dyniowa prawdopodobnie będzie bardziej dryblingiem niż skokiem. Eisner zasugerował, że skakanie jest najprawdopodobniej reakcją na ucieczkę, sposobem na szybkie wydostanie się z niebezpiecznej sytuacji. Mówi się, że posiniaczenie jest lepsze niż bycie zjedzonym. Plus, „Nie musisz się martwić o łamanie kości, jeśli jesteś wielkości muchy domowej” – dodał Eisner.

Żywe warkocze z dyni w Brazylii las atlantycki, To jedno z najbardziej zróżnicowanych biologicznie miejsc na świecie. „Każda góra w południowej Brazylii ma potencjał, aby mieć nowy rodzaj kość ramiennapowiedział Słodycze. „Nie wiemy ile kość ramienna Mamy to na naszym podwórku”.

Jednak 85 procent obszaru zostało wylesione, a to, co pozostało, jest bardzo rozdrobnione. „To sprawia, że ​​zastanawiam się, o ilu z tych gatunków kiedykolwiek będziemy wiedzieć, ponieważ już zniknęły” – powiedział Eisner.

Być może wniosek z Ropuchowej Dyni jest taki, że nie wszystko trzeba poprawić. To, że jesteś w czymś zły, nie oznacza, że ​​nie powinieneś tego robić, zwłaszcza jeśli masz tajny plecak z kościami i toksyczne toksyczne gruczoły. Nawet jeśli mały skok ropuchy dyniowej jest odpowiednikiem lokomotywy rysunek koniaNie oznacza to, że nie powinien chodzić, skakać ani potykać się, jak mu się podoba, w wilgotnej ściółce liści w znikającym lesie. Każdy gatunek powinien mieć prawo do spektakularnej porażki, ale na własnych warunkach.

przypisane mu: Rick Isner