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Física-desafia oceano bicho do ‘hélice’ travado na câmera

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Os pesquisadores têm capturado em vídeo da física-desafia enganar um minúsculo crustáceo chamado Acartia utiliza para se mover através da água.

Caminhe ao longo de uma Oregon beach e colher poças de água deixadas pela maré. Dentro dele, você provavelmente vai ver minúsculos filetes se movendo em alta velocidade. Eles provavelmente são os copépodes, abundante aquáticos, crustáceos, apenas dois milímetros de comprimento, que são parte integrante do oceano de alimentos da web.

Pesquisadores recentemente pegou água de Charleston Marina reunir um grupo de com essas pequenas criaturas do mar e estudá-los sob um microscópio e com alta velocidade de videografia.

George von Dassow e Richard Emlet do Oregon Instituto de Biologia Marinha da Universidade de Oregon foram especialmente curioso, porque o ex-estudante de pós-graduação Ella Lamont tinha feito uma notável descoberta sobre a natação pernas de barnacle larvas.

Os biólogos marinhos queria saber se copépodes, animais dominantes no oceano plâncton, ter um semelhante mecanismo biológico para a aceleração.

Em um papel em Biológica Boletimeles documentaram que, pelo menos para o comum copépode espécies Acartia, a suspeita estava correta.

A física, desafiando Acartia

“Estes extremamente abundantes e ecologicamente importantes animais marinhos têm um truque para vencer a física de seu ambiente”, diz von Dassow.

“Eles fizeram uma pá de um leve, material elástico que quase não existe, mas que provavelmente se comporta quase como um sólido e permite-lhes obter indo rápido o suficiente para que eles quebram longe da água, viscosidade, etc.”

Os copépodes forma, como as cracas, um curta duração ventilador como estrutura de ligação extracelular filamentos de sua cutícula—assim como as unhas, o cabelo, ou penas—para criar pás em sua natação pernas. As pás estão abertas meshworks de exoesqueleto, que abrem e fecham em menos de 10 milissegundos com cada curso de natação. Uma arrebatadora, de arco como o movimento destes remos, capturada em vídeo, permite explosões de velocidade que desafiam a física e ajudar a escapar do perigo.

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“Quando a gente nada, que mal aviso de água viscosidade,” von Dassow diz. “Notamos que ele é pesado e difícil de conduzir. Para pequenos organismos, no entanto, a água é muito pegajosa, e, para eles, a água sente a respeito de como seria de nós se tinha de nadar em xarope Karo.”

Em efeito, os membros em copépodes se tornar muito maior e mais poderoso do que é possível se eles invocado tecido vivo, diz ele. A transição é semelhante, ele acrescenta, como aves domina o ar, fazendo grande vaned penas.

A descoberta anterior em cracas por Lamont e o seu mentor, o Emlet, atraiu pouco interesse das editoras quando inicialmente apresentou sua documentação. Eventualmente, Biológica Boletim publicado em 2018. Que a pesquisa focada no cross-linked de natação pernas de cyprids, o último estágio de larva de cracas.

Lamont, que está agora na Universidade de Washington, onde ela é um associado de investigação na faculdade de Odontologia, diz que ficou feliz ao saber que Emlet e von Dassow usou seus resultados como um catalisador para investigação adicional.

“As cracas são um dos meus animais favoritos, e eu queria estudá-las para o meu mestre de obra”, diz ela. “Richard sugeriu que eu poderia fazer algo ao longo das linhas de descrever como cyprids nadar. Havia um monte de trabalho em cyprids e como eles cimento-se para as coisas, como barcos, mas quase não houve descrição de cyprid de natação na literatura.”

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Ela passava horas com Emlet da câmera de alta velocidade tentando capturar cyprid de natação. Ao fazer isso, ela conquistou o quão rápido eles poderiam mover-se e o que seus apêndices estavam fazendo.

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“Cyprids são positivamente photoactive, então basicamente eu tinha que sentar-se no escuro por alguns minutos, em seguida, ligue as luzes e esperança de que o cyprid iria nadar na frente da câmera”, recorda ela.

A curiosidade pela investigação orientada’

Os pesquisadores também têm estudado extensivamente os copépodes. Em 2003, os cientistas da Universidade do Texas Marine Science Institute em Port Aransas utilizado de alta velocidade videografia para documentar uma explosão de velocidade de cerca de 10 vezes maior do que os crustáceos de movimento normais, mas que o trabalho não capturar como foi realizado.

“Nossos resultados em copépodes é realmente uma extensão de Ella descoberta,” von Dassow diz. “É natural básica-história, levado pela curiosidade de investigação, o tipo de descoberta ciência de que a marinha labs está aqui.”

O projeto foi complicado, ele diz. Os copépodes são delicados e difíceis de manusear, sem causar danos físicos a eles.

“Muitas das nossas gravações foram feitas colocando-se um pequeno número de copépodes em uma pequena placa de petri com uma lamínula de vidro para o fundo”, diz ele. “Eles tendem a ficar parado por um tempo, se nada perturba-los, mas eles perturbarão. Quando eu coloco uma meia-dúzia em um prato jogaram cadeiras musicais, e eu era capaz de pegá-los na câmara como eles nadaram em todo o campo de visão.”

Isso, diz ele, acontece de forma rápida, da ordem de 10 milissegundos, e a gravação é necessária uma câmara de vídeo que pode capturar de 8.000 quadros por segundo. Por comparação, normal de vídeo roda a 30 quadros por segundo, ou 33 milissegundos entre os quadros, o que é mais rápido do que os seres humanos podem ver, mas muito mais lento do que o copépodes’ explosões de velocidade. Visando o microscópio não é possível, ele diz: um só tem de esperar que os animais cruzam o campo de visão.

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“Uma vez, talvez 10 ou de 100 tentativas, eu tenho um vislumbre de algo que vale a pena ver,” von Dassow diz. “As sequências de teclas mostramos em nosso papel, que atraiu a malha claramente foram literalmente um-em-um-mil sorte apanha.”

As novas descobertas se aplicam a ambos os adultos e pré-adultos muda fases de Acartia, que têm uma vida útil de cerca de um mês, como muitos insetos, diz ele.

“Há ecológicos importantes questões levantadas por este trabalho,” von Dassow diz. “Tudo de colegas de crustáceos para baleias gostam de comer esses animais. Eles têm essa fuga rápida resposta, por algum motivo. É energeticamente caro e eles, provavelmente, não basta fazê-lo por diversão, por isso é provável importante para a sua sobrevivência.”

No litoral, os copépodes são tanto difícil de ver e difícil de evitar. Certas espécies são abundantes na splash piscinas da costa, onde os vagabundos são mais propensos a notar-los, von Dassow diz.

“Sem um plâncton líquido para concentrá-las, pode não ser mais do que alguns em um litro, mas eles estarão lá”, diz ele.

“Sobre o curso de muitas casas abertas, descobri que existem dois tipos de pessoas no mundo: aquelas que respondem a esta notícia, dizendo:” realmente, a água está cheia de coisas lindas como essa? ” e aqueles que dizem, ‘você quer dizer aqueles que estão chegando no meu shorts, quando eu nadar?'”

Fonte: Universidade de Oregon

Estudo Original DOI: 10.1086/708303

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