Новини та оновлення

Опубліковано 21 червня 2010 року Maya deVries

Запитайте більшість людей, для чого метелики використовують крила або що роблять риби плавниками, і ви, безсумнівно, почуєте відповідь типу: "Крила використовуються для польоту, а плавники - для плавання!" Деякі частини тіла просто здаються настільки пристосованими для виконання певних функцій; ось чому в біології існує парадигма, згідно з якою «спеціалізовані» частини тіла відповідають певним способам ведення тварин повсякденними справами. Іншими словами, спеціалізація з морфології відповідає спеціалізації з екології. Класичним прикладом цієї концепції є варіація дзьобів галапських зябликів. Деякі зяблики мають дзьоби, пристосовані для подрібнення твердих насіння, тоді як інші мають дзьоби, спеціалізовані для поїдання комах.

Однак, схоже, не всі тварини демонструють цю закономірність. Морський ракоподібний, відомий як креветка-богомол, має ноги, які називаються хижими або хижими придатками, що може спричинити одне з найшвидших рухів у царстві тварин. Ці захоплені придатки мають багато форм, починаючи від гострих придатків, схожих на списа, до придатків, подібних до молотка. Креветки богомолів використовують свої швидко рухаються придатки, щоб розчавити відкритих равликів та інших морських організмів з твердою оболонкою, щоб вони могли з'їсти м'які тіла всередині. Однак креветки-богомоли також їдять іншу їжу, наприклад, рибу, яку, ймовірно, не потрібно розбивати на шматочки перед тим, як їх споживати. Незважаючи на те, що вони мають спеціалізовані ноги, які добре пристосовані до розбиття або списання здобичі, деякі види не можуть використовувати для цієї мети свої прихильники. Мета мого дослідження - визначити, чи мають креветки богомолів різноманітний раціон. Тоді, якщо так, я побачу, як різноманітність раціонів корелює з морфологією прикордових придатків у сімейства креветок богомолів.

Спочатку трохи довідки про креветки-богомоли. Креветки-богомоли тісно пов'язані з десятиногими, такими як омари, краби та справжні креветки. Хоча креветки-богомоли виглядають як декаподи, вони фактично розгалужились і стали власною групою 400 мільйонів років тому. Креветки богомолів мають найскладнішу зорову систему, коли-небудь повідомляну в царстві тварин. Вони також є одними з найшвидших плавців у морі, плаваючи зі швидкістю до 30 довжин тіла в секунду - порівнянно зі швидкістю, виміряною у кальмарів, які раніше тримали рекорд.

Але моя улюблена характеристика креветок-богомолів - це, звичайно, їх блискавично прискорені придатки. Дослідники лабораторії Patek з Університету Массачусетсу та лабораторії Колдуелл у Берклі виявили, що хижацький удар креветок-богомолів може рухатися 23 метри в секунду (50 миль на годину) і створює прискорення, порівнянні з літаючою кулею! Тож було б дивно, якби деякі види креветок-богомолів були здатні до цього швидкого руху, але не використовували його для лову здобичі. Отже, моє вивчення дієти з креветками-богомолами! Я використовую дві методики - стабільні ізотопи та поведінкові дослідження, щоб з’ясувати, які продукти харчування їдять креветки-богомоли.

Перш ніж я міг вивчити їх дієту, мені спочатку довелося зібрати кілька різних видів креветок-богомолів та їх можливу здобич. Більшість креветок-богомолів живуть у тропіках, тому я їздив на острів Лізард, Австралія та Моореа, Французька Полінезія, щоб збирати тварин. Однак мій головний польовий сайт знаходиться в Колоні, Панама, де я збираю в Морській лабораторії Смітсонівського тропічного дослідницького інституту Галета. Після збору я транспортую всі зразки назад до Центру стабільної ізотопної біогеохімії УК Берклі, де аналізую вуглецеві та азотні стабільні ізотопи креветок-богомолів та їх здобич.

Що таке стабільний ізотоп? Повернімось на мить до хімічної гімназії! Нормальний атом має однакову кількість нейтронів і протонів в ядрі, але стабільний ізотоп має більше нейтронів, ніж протони в ядрі. Наприклад, нормальний атом вуглецю має в ядрі 12 нейтронів, але його стабільний ізотоп має 13 нейтронів. Ці ізотопи стабільні, оскільки вони не виявляють радіоактивного розпаду з часом - вони не втратять зайвий нейтрон - це означає, що в ядрі завжди буде 13 нейтронів. Дослідники вивчають співвідношення нормальних атомів до стабільних ізотопів для відстеження дієти, оскільки співвідношення нормальних атомів до стабільних ізотопів у тілі хижака може відображати тип здобичі, яку він з’їв. Наприклад, якщо креветка-богомол має співвідношення 10 атомів вуглецю-13 до атомів вуглецю-12, а краб, якого, на вашу думку, їсть креветка-богомол, має співвідношення 8, то є велика ймовірність того, що креветка-богомол з'їсть цей вид краба. Причина, по якій коефіцієнт креветки-богомола не точно 8, полягає в тому, що очікувана зміна співвідношення хижака відбувається, коли хижак метаболізує здобич. Ви те, що ви їсте (плюс трохи!), А стабільні ізотопи дозволяють нам досить точно відстежувати це.

Назад У лабораторії ми з моїми помічниками ідентифікували всі предмети здобичі та стоматоподи, які ми зібрали. Потім ми беремо зразки м’язової тканини у креветки-богомола та у здобичі. Ми використовуємо мас-спектрометр для аналізу стійких до вуглецю та азоту ізотопів як креветки-богомола, так і тканини здобичі. Нарешті, ми порівнюємо співвідношення ізотопів креветки-богомола та здобичі, щоб визначити, хто що їв. Оскільки креветка-богомол є тим, що вона їсть, усі видобутки, які мають співвідношення ізотопів, подібні до співвідношення креветок-богомолів, швидше за все, є частиною дієти з креветками-богомолами.

Щоб підтвердити точність аналізу стабільних ізотопів, я також проводжу експерименти з поведінкою, які допомагають мені визначити, яких тварин креветки-богомоли фізично здатні їсти. Для цього я запасаю акваріуми креветками-богомолами та потенційною здобиччю і чекаю, яку здобич їдять креветки-богомоли. Поки що я провів цей експеримент лише з одним видом, але врешті-решт я розгляну багато видів креветок-богомолів з різною морфологією придатків, щоб перевірити, чи мають креветки-богомоли з різною формою придатка різні дієти. Разом з ізотопним аналізом ці експерименти дадуть мені хорошу картину дієти з креветками-богомолами і, зрештою, призведуть до глибокого розуміння взаємозв'язку між морфологією придатків хижаків та раціоном у сімействі креветок-богомолів. Цієї осені я повернусь до Панами, щоб завершити свої польові експерименти, тож стежте за оновленнями у майбутніх публікаціях у блозі!

Щоб дізнатись більше про дослідження Майї, перегляньте примітки до Палео Відео Поля: Збір стоматодів на Великому Бар’єрному Рифі.

[альбом flickr = 72157624202984733 num = 10 size = Square]