Ed. merknad: Vi ønsker gjestebloggeren Greg Laden velkommen til en to ukers bloggetur om Surprising Science.
Relatert innhold
- Boa Constrictors dreper ved å stoppe blodsirkulasjonen
Dette er en historie om slanger, øyer og studenter. La oss starte med slangene.
Blant de mange forskjellige typer slanger er innsnevringene: boas og pythons. De er nære slektninger som spredte seg for millioner av år siden. Pythons finnes i den gamle verden (Afrika og Asia) samt Australia. Boas (familie Boidae) finnes i den nye verdenen (Nord-, Mellom- og Sør-Amerika inkludert noen karibiske øyer). Alle dreper byttet sitt ved å pakke rundt det og klemme det i hjel.
Blant boasene er det en øy-form i Belize som er interessant for naturvernere, økologer og i det siste atferdsbiologer. Dette er miniatyrboaen av Snake Cayes, en gruppe øyer utenfor kysten av Sør-Belize. Når jeg sier “miniatyr”, mener jeg at de strekker seg i lengde fra 30 cm til omtrent 2 meter. Dette er lite sammenlignet med fastlandsboas av samme art, som kan nå en lengde på 4 meter.
Det er vanlig at dyrepopulasjoner som lever på øyer viser forskjeller i størrelse fra dem på fastlandet. Medium og større pattedyr som hjort har en tendens til å være mindre på øyer, små pattedyr som gnagere har en tendens til å være større. Noe som dette kan skje med slanger også.
Allison Hall (til venstre) sier “Det er en normal ting å være litt redd for slanger, men du kommer virkelig inn i prosjektet og blir glad i dyrene.” Amanda Hayes er til høyre. (Bilde levert av Dickinson News and Events) Scott Boback er ekspert på disse dyrene, og siden han var utdannet ved Auburn University, har han prøvd å svare på spørsmålet “hvordan og hvorfor er disse slangene små?”
De mest sannsynlige forklaringene på størrelsesforskjeller ser ut til å være enten kosthold eller andre funksjoner i miljøet, eller genetikk. Kanskje er det en begrenset matforsyning på øyene, så slanger vokser sakte, og dermed er det få eller ingen store. Det ville ta dem så lang tid å nå en stor størrelse at de et sted langs linjen ville ha møtt undergangen deres. Alternativt kan det være at slanger som vokser sakte eller nesten slutter å vokse når de nærmer seg en viss størrelse overlever lenger eller reproduserer mer effektivt (sannsynligvis på grunn av at matforsyningen er begrenset). I så fall ville genene som er involvert i vekst formes av naturlig seleksjon og over tid ville øyeslangene være små fordi de er genetisk forskjellige. Du kan lett forestille deg hvordan de to prosessene ville fungere sammen, kanskje med miljøeffekter som fungerer i utgangspunktet, men genetiske endringer påløper over tid.
Boback kom til slutt til en konklusjon om den lille størrelsen på øya boas. Han fortalte meg nylig, ”vi bestemte at det er en genetisk komponent for dvergisme på øyer. Imidlertid tror vi at det faktisk er en kombinasjon av genetiske og miljømessige effekter som til slutt bestemmer øbo-størrelsen. Det vil si at vekstratene er forskjellige mellom boas på øya og fastlandet, og dette ser ut til å være bestemt av genetikk. ”(Se nedenfor for referanse til hans artikkel om denne forskningen.)
Nylig har Boback og studentene ved Dickinson College tatt opp et annet spørsmål om boas: Hvordan vet de når de skal slutte å klemme byttet sitt? Dette er et interessant spørsmål fordi, som du kanskje kan forestille deg, å samle flertallet av musklene i kroppen i en lengre periode er kostbart kostbart, men å slippe bytte før den er helt død kan føre til tap av et måltid. Som et uformelt eksperiment stilte jeg fem forskjellige personer dette spørsmålet de siste to dagene, etter å ha lest om Bobacks forskning, og alle ga omtrent det samme svaret: Slangene slipper når byttet er dødt og slutter å slite.
Vel, det viser seg at vi gjør vitenskap for å bevise oss galt, for det er ikke svaret. Etter mistanke om en bestemt mekanisme, tenkte Boback sine elever, som opprettholder en koloni av disse boasene i laboratoriet deres i Dickinson, et strålende eksperiment. De tok en rekke døde rotter som normalt ville bli ført til slangene, og installerte robot “hjerter” i dem. Når slangene innsnevret rottene, hjertene fikk slå en stund, så ble de slått av. Like etter løsnet slangene grepet, og slapp deretter.
Det viser seg at boas har evnen til å oppdage et hjerterytme i byttet, og de bruker denne informasjonen for å bestemme hvor mye press som skal påføres. Slanger som aldri hadde drept eller spist levende byttedyr handlet på samme måte som slanger med erfaring med levende byttedyr, noe som antydet at denne oppførselen er medfødt og ikke lært.
"Mange av oss tenker på slanger som dristige drapsmenn, som ikke er i stand til de komplekse funksjonene vi vanligvis reserverer for høyere virveldyr, " sier Boback. "Vi fant noe annet og antyder at denne bemerkelsesverdige følsomheten var en viktig fremgang som smidde suksessen for hele slangegruppen."
Noe av det pene med dette prosjektet er at det innebar innsats fra forskere. Studenter deltok ikke bare i forskningen, men de bidro til å produsere fagfellevurdert papir og er oppført som forfattere. Katelyn McCann, som var student i dette prosjektet og nå jobber som klinisk-forskningskoordinator ved Barnehospitalet i Boston, konstaterer: ”Jeg fikk oppleve den virkelige samarbeidsformen av forskning, så vel som timene med selvstendig arbeid som går inn i sluttprodukt. Nå, når jeg jobber med forskning, føler jeg at jeg virkelig forstår den vitenskapelige metoden og hva som inngår i en hvilken som helst studie. ”Boback legger til, “ student-fakultetets forskning ved Dickinson er en mulighet for studenter å oppleve vitenskap i aksjon. Det er det mest grunnleggende læringsnivået i naturfag ettersom studenten aktivt deltar i oppdagelsesprosessen. ”
Kilde:
Boback, S., Hall, A., McCann, K., Hayes, A., Forrester, J., & Zwemer, C. (2012). Slange modulerer innsnevring som svar på byttes hjerterytme Biologiske bokstaver DOI: 10.1098 / rsbl.2011.1105
Boback, SM og DM Carpenter. 2007. Kroppsstørrelse og hodeform i øya boas (Boa constrictor) i Belize: Miljø versus genetiske bidrag. Side 102-116 i RW Henderson og R. Powell, redaktører. Biologi av boas, pythons og relaterte taxa. Eagle Mountain Publishing, Eagle Mountain, UT.
Ytterligere informasjon for denne historien kom fra Dr. Scott Boback og en pressemelding fra Dickinson College.
