Ang mga Ahas na Kaliskis ng Ahas ay Nagbubunyag ng mga Lihim Upang Bumalik At Magpatay

Ang panig ng ahas ay ipinakita sa isang arena na puno ng buhangin na naintindihan ng mga mananaliksik ang mga natatanging paggalaw na ginamit nila upang umakyat sa mga dalisdis ng buhangin. Kredito: Rob Felt, Georgia Tech

Ang kamangha-manghang daloy ng isang hindi linya na kurso sa mga buhangin ng disyerto ay nabighani sa mga biologist sa loob ng maraming siglo at pinag-aralan sa iba’t ibang paraan sa mga nakaraang taon, ngunit nananatili ang mga katanungan tungkol sa kung paano nakagawa ng mga natatanging paggalaw ang mga ahas. Ang mga sidewinder ay mga hukay na ahas, lalo na ang mga rattlesnake, katutubong sa mga disyerto ng timog-kanlurang Estados Unidos at kalapit na Mexico.

Inilarawan na ng mga siyentista ang maliit na pagbuo ng balat sa ibabaw ng ventral, o tiyan, ng mga ahas. Marami sa mga ahas ang pinag-aralan, kasama ang lahat ng mga species ng ahas, ay may natatanging mga retrospective na “microspicules” (micron-size protrusions sa kaliskis) na isinalin sa konteksto upang mabawasan ang alitan pasulong – ang landas sa gumagapang na ahas – at ang hindi pagkakapare-pareho ng pagdulas tagiliran upang mabawasan ang slip.

Ito ay batay sa isang espesyal na uri ng lokomotion lens, ngunit tila ang mga microspicule na ito ay hindi gagana sa parehong paraan. Ngunit walang sinuman ang nakasubok sa maliit na istraktura ng mga sidewinders, o isang maliit na walang kaugnay na mga ahas sa Africa na bumalik.

Gamit ang natural na itapon na balat na nakolekta mula sa mga ahas sa mga zoo, ang mga mananaliksik ay gumamit ng atomic force microscopy upang mailarawan at masukat ang maliliit na disenyo ng mga kaliskis na ito sa tatlong uri ng mga lateral ahas at maraming iba pang mga uri ng ahas para sa paghahambing. Ang mga resulta ng pag-aaral, na-publish sa linggong ito sa isang journal Mga Pamamaraan ng National Academy of Science, napag-alaman na ang mga pag-ilid na bato ay may natatanging istraktura na naiiba sa ibang mga ahas.

Mga Mikrostrukturang Mula sa Sidewinder Snake

Ipinapakita ng larawan ang pagbuo ng maliliit na elemento na matatagpuan sa mga ahas sa gilid. Ang mga istraktura ay naiiba mula sa iba pang mga ahas, at naniniwala ang mga mananaliksik na ang mga naturang pagkakaiba ay pinapayagan ang natatanging paggalaw ng mga bintana sa gilid. Kredito: Tai-De Li

Ang microspicules ay wala sa mga nakahiwalay na species ng Africa at nabawasan sa maliliit na nubbins sa panig ng Hilagang Amerika. Ang lahat ng tatlong ahas ay may isang maliit na mala-bungang ibabaw na gumawa ng iba’t ibang pagkakayari na hindi nakikita ng iba pang mga ahas.

Si Daniel Goldman, Dunn Family Professor of Physics sa Georgia Institute of Technology, at Jennifer Rieser, na nagtatrabaho bilang isang senior researcher sa koponan ng Goldman at kasalukuyang isang katulong na propesor sa Kagawaran ng Physics sa Emory University, ay gumawa ng mga modelo ng matematika upang subukan ang pareho karaniwang mga pamamaraan ng naka-target na microspicule ng spicule habang ang mga ahas ay nakakatugon sa lupa. Ipinakita ng mga modelo na ang microspicules ay talagang makagambala sa pagbabalik sa dati, na nagpapaliwanag ng kanilang pagkalugi mula sa mga species na ito.

Nagpakita rin ang mga modelo ng hindi inaasahang epekto na gumagana ang microspicules upang mapagbuti ang pagganap ng mga ahas gamit ang lateral downward na paggalaw. Ang pagbawas sa background ng karaniwang tabi-tabi na paggalaw ay ginagamit ng karamihan sa mga species ng ahas. “Ang mga natuklasan na ito ay nagdaragdag ng isang bagong sukat sa aming kaalaman sa paggana ng mga istrukturang ito, na mas kumplikado kaysa sa mga nakaraang teorya,” sabi ni Joseph Mendelson, direktor ng pananaliksik sa Zoo Atlanta at associate professor sa Georgia Tech School of Biological Science.

Rattlesnake Mga Microscucture

Ipinapakita ng larawan ang maliit na sukat ng sukat ng tiyan na natagpuan sa rattlesnake na ulo ng Mexico. Ang mga istraktura ay naiiba mula sa mga natagpuan sa iba pang mga ahas. Kredito: Tai-De Li

Ipinapakita ng mga modelo na ang microspicules ay hindi gaanong gumagana tulad ng corduroy na tela. “Ang alitan ay mas mababa kapag iginalaw mo ang iyong daliri sa haba ng nakapirming tela – na kung saan ay pare-pareho sa nakaraang trabaho – ngunit ang mga trenches ay gumagawa ng higit na alitan kapag inilipat mo ang iyong daliri sa tabi ng tela,” sabi ni Goldman. Ang pagpapatakbo ng iba’t ibang mga hukay ay nananatiling isang misteryo.

Ang mga paghahanap ay maaaring maging mahalaga sa pagbuo ng mga susunod na henerasyon ng mga robot na maaaring dumaan sa hamon na lupain tulad ng bukas na buhangin. “Ang pag-unawa sa kung bakit at bakit gumagana ang nababaluktot na modelo na ito ay maaaring payagan kaming umangkop sa aming mga pangangailangan, tulad ng pagbuo ng mga robot na maaaring mag-navigate sa mapaghamong lupain,” sabi ni Rieser.

Sa mga tuntunin ng anatomya, ito ay isang maagang halimbawa ng pagbabago ng ebolusyon sa pagitan ng dalawang species ng ahas sa Africa at isang malapit na magkakaugnay na ahas sa Hilagang Amerika, sinabi ni Mendelson. Ang muling pagtatayo ng biogeographic ni Jessica Tingle, isang mag-aaral sa medisina sa University of California Riverside, ay ipinakita na ang mga ahas sa Africa ay mas matanda kaysa sa mga nasa panig ng Hilagang Amerika, na nagpapahiwatig na ang mga tagalabas ay kumakatawan sa nakaraang yugto ng pagbagay at pag-atras.

Ang Tai-De Li, pagkatapos ay Georgia Tech sa laboratoryo ni Prof Elisa Riedo at ngayon ay sa City University ng New York, ay nagsukat ng AFM.

Gumuhit mula sa larangan ng evolutionary biology, Living system physics, at matematika na pagmomodelo, ang koponan ay gumawa ng isang pag-aaral na naglalarawan sa ilan sa mga mekanismo ng mga mikrostrukturang ito sa tiyan ng mga ahas at kung paano sila umunlad mula sa mga ahas.

“Ang aming mga natuklasan ay naka-highlight kung paano ang isang pinagsamang diskarte ay maaaring magbigay ng pantay na mga hula ng mga istrukturang relasyon at isang pag-unawa sa pag-uugali at ebolusyon sa mga biological system,” sumulat ang mga may-akda.

Upang malaman ang higit pa tungkol sa pag-aaral na ito, basahin ang Physics of Snakeskin Sheds Light on Specialised Sidewinding Locomotion ng Sidewinder Snakes.

Sanggunian: “Mga mabisang epekto ng kakayahang umangkop na mga pag-aari ng balat sa paggalaw ng ahas” nina Jennifer M. Rieser, Tai-De Li, Jessica L. Tingle, Daniel I. Goldman at Joseph R. Mendelson III, 1 Pebrero 2021, Mga Pamamaraan ng National Academy of Science.
SEKSYON: 10.1073 / pnas.2018264118

Ang pag-aaral ay suportado ng Georgia Tech Elizabeth Smithgall Watts Fund; Grants National National Foundation Foundation Physics of Living Systems PHY-1205878 at PHY-1150760; at Army Research Office Grant W911NF-11-1-0514. Anumang mga komento, natuklasan, at konklusyon o rekomendasyong ipinakita sa dokumentong ito ay ang mga may-akda at hindi sumasalamin ng mga pananaw ng mga samahan na nagtataguyod.

Related articles

Comments

LEAVE A REPLY

Please enter your comment!
Please enter your name here

Share article

Latest articles

Ang pag-iimbak ng nababagong enerhiya sa mga bato sa halip na mga baterya ng lithium

Kapag may labis na kuryente mula sa hangin o solar na enerhiya, sisingilin ang supply ng enerhiya. Ginagawa ito gamit ang isang sistema...

Ang Flat Pasta ay Pinagbuti Na Ang Morphs Sa Hugis Kapag Luto

Pinangunahan ng CMU Lab ang pagbuo ng pasta na humuhubog kapag luto na. Kredito: Carnegie Mellon University Ang mga flat-pack noodle ay lumilikha ng...

Mga debate sa mga Dalubhasa: Na-diagnose ba ang PTSD?

Ang ilang mga klinika ay nag-aalala na post-traumatic stress disorder (PTSD) ang diyagnosis ay nadagdagan sa buong lipunan ng Kanluran mula pa noong huling...

Ang ilaw ng Zap ay nagpapalit ng mga kulay at pattern ng mga bagay

Ang bagong sistema ay gumagamit ng ilaw na UV na inaasahang sa mga bagay na natatakpan ng isang tinain na pinapagana ng ilaw upang...

Oo, Maaari kang Magkaroon ng Higit sa 150 Mga Kaibigan

Ang mga indibidwal ay maaaring mapanatili ang matatag na mga pakikipag-ugnay sa lipunan na may halos 150 katao. Ito ay isang mungkahi na...

Newsletter

Subscribe to stay updated.