Ed. note: Vi byder gæsteblogger Greg Laden velkommen til en to ugers blogturné om Surprising Science.
Relateret indhold
- Boa Constrictors dræber ved at stoppe blodcirkulation
Dette er en historie om slanger, øer og studerende. Lad os starte med slangerne.
Blandt de mange forskellige slags slanger er indsnævringerne: boas og pythons. De er nære slægtninge, der divergerede for millioner af år siden. Pythons findes i den gamle verden (Afrika og Asien) såvel som Australien. Boas (familie Boidae) findes i den nye verden (Nord-, Mellem- og Sydamerika inklusive nogle Caribiske øer). Alle dræber deres bytte ved at pakke det rundt og presse det ihjel.
Blandt boas er der en form for ø-boliger i Belize, der er genstand for interesse for naturværner, økologer og for nylig adfærdsbiologer. Dette er miniatyrboaen af Snake Cayes, en gruppe øer ved kysten af det sydlige Belize. Når jeg siger "miniatyr", mener jeg, at de strækker sig fra 30 cm til ca. 2 meter (1 til 6 fod). Dette er lille sammenlignet med fastlandsboas af samme art, der kan nå 4 meter (13 fod) i længden.
Det er almindeligt, at dyrepopulationer, der lever på øer, udviser forskelle i størrelse fra dem på fastlandet. Mellemstore og større pattedyr som hjorte er tilbøjelige til at være mindre på øer, små pattedyr som gnavere har tendens til at være større. Noget som dette kan også ske med slanger.
Allison Hall (til venstre) siger "Det er en normal ting at være lidt bange for slanger, men du kommer virkelig ind i projektet og kommer til at elske dyrene." Amanda Hayes er til højre. (Billede leveret af Dickinson News and Events) Scott Boback er ekspert på disse dyr, og fra det tidspunkt, han var kandidatstuderende ved Auburn University, har han forsøgt at besvare spørgsmålet “hvordan og hvorfor er disse slanger små?”
De mest sandsynlige forklaringer på størrelsesforskelle synes at være enten diæt eller andre træk i miljøet eller genetik. Der er måske en begrænset fødevareforsyning på øerne, så slanger vokser langsomt, og derfor er der få eller ingen store. Det ville tage dem så lang tid at nå en stor størrelse, at de et sted langs linjen ville have mødt deres undergang. Alternativt kan det være, at slanger, der vokser langsomt eller næsten holder op med at vokse, når de nærmer sig en bestemt størrelse overlever længere eller reproducerer mere effektivt (sandsynligvis på grund af, at fødevareforsyningen er begrænset). I så fald ville generne, der er involveret i vækst, være formet af naturlig selektion, og med tiden ville øens slanger være små, fordi de er genetisk forskellige. Du kan nemt forestille dig, hvordan de to processer ville fungere sammen, måske med miljøeffekter, der oprindeligt fungerer, men genetiske ændringer tilfalder over tid.
Boback kom til sidst til en konklusion om øens boas lille størrelse. Han fortalte mig for nylig, ”vi bestemte, at der er en genetisk komponent til dværgisme på øer. Vi mener dog, at det faktisk er en kombination af genetiske og miljømæssige effekter, der i sidste ende bestemmer øbo-størrelse. Det vil sige, væksthastighederne er forskellige mellem ø- og fastlandsboas, og det ser ud til, at det delvis bestemmes af genetik. ”(Se nedenfor for henvisning til hans artikel om denne forskning.)
For nylig har Boback og hans studerende på Dickinson College taget et andet spørgsmål om boas: Hvordan ved de, hvornår de skal stoppe med at klemme deres bytte? Dette er et interessant spørgsmål, som, som du måske forestiller dig, at samle størstedelen af musklerne i ens krop i en længere periode er energisk dyrt, men at slippe bytte, før den er helt død, kan forårsage tab af et måltid. Som et uformelt eksperiment stillede jeg fem forskellige mennesker dette spørgsmål i løbet af de sidste to dage, efter at have læst om Bobacks forskning, og alle gav omtrent det samme svar: Slangerne slipper, når byttet er død og holder op med at kæmpe.
Det viser sig, at vi videnskaber for at bevise os forkert, fordi det ikke er svaret. Efter mistanke om en bestemt mekanisme udtænkte Boback sine studerende, der opretholder en koloni af disse boas i deres laboratorium i Dickinson, et strålende eksperiment. De tog et antal døde rotter, der normalt ville blive fodret med slangerne, og installeret robot ”hjerter” i dem. Når slangerne indsnævrede rotterne, fik hjertene lov til at slå et stykke tid, så blev de slukket. Kort efter løsnet slangerne deres greb og slap derefter af.
Det viser sig, at boas har evnen til at opdage et hjerteslag i byttet, og de bruger disse oplysninger til at bestemme, hvor meget pres der skal påføres. Slanger, der aldrig havde dræbt eller spist levende byttedyr handlede på samme måde som slanger med erfaring med levende byttedyr, hvilket antyder, at denne opførsel er medfødt og ikke lærd.
”Mange af os tænker på slanger som dristige mordere, ude af stand til de komplekse funktioner, som vi typisk reserverer til højere hvirveldyr, ” siger Boback. ”Vi fandt andet og antyder, at denne bemærkelsesværdige følsomhed var en nøgleafdeling, der smed succes for hele slangegruppen.”
En af de pæne ting ved dette projekt er, at det involverede de studerendes indsats. Studerende deltog ikke kun i forskningen, men de var med til at fremstille det peer review-papir og er opført som forfattere. Katelyn McCann, der var studerende i dette projekt og nu arbejder som klinisk-forskningskoordinator på Børnehospitalet i Boston, bemærker: ”Jeg blev nødt til at opleve den rigtige samarbejdsmæssige karakter af forskning såvel som timerne med uafhængigt arbejde, der går ind i slutprodukt. Når jeg arbejder inden for forskning, har jeg det lyst, at jeg virkelig forstår den videnskabelige metode og hvad der indgår i et hvilket som helst studie. ”Boback tilføjer, ” studerende-fakultetsforskning i Dickinson er en mulighed for studerende at opleve videnskab i handling. Det er det mest grundlæggende læringsniveau i videnskab, da den studerende aktivt deltager i opdagelsesprocessen. ”
Kilde:
Boback, S., Hall, A., McCann, K., Hayes, A., Forrester, J., & Zwemer, C. (2012). Slange modulerer indsnævring som svar på byttets hjerteslag Biologiske bogstaver DOI: 10.1098 / rsbl.2011.1105
Boback, SM og DM Carpenter. 2007. Kropsstørrelse og hovedform i øboas (Boa constrictor) i Belize: Miljø versus genetiske bidrag. Sider 102-116 i RW Henderson og R. Powell, redaktører. Biologi af boas, pythons og beslægtede taxaer. Eagle Mountain Publishing, Eagle Mountain, UT.
Yderligere oplysninger til denne historie kom fra Dr. Scott Boback og en pressemeddelelse fra Dickinson College.
