14:08 2024-04-01
science - citeste alte articole pe aceeasi tema
Comentarii Adauga Comentariu
_ Captarea vibrațiilor: o abordare nouă captează vibrațiile conduse de artropode
_ Catching vibes: roman abordarea captează vibrațiile conduse de artropode
Era vară în nordul Mississippi, bogat în umiditate relativă și păduri de foioase și păianjeni lupi. Noori Cho, pe atunci doctorand la Universitatea din Nebraska–Lincoln, își dedica două luni împărtășirii unei cabane cu șoareci în timpul unei expediții de cercetare ca nicio altă dată înainte.
Pe una dintre acelea aproximativ și mai ales dure. 60 de zile, a intervenit o furtună. Câteva sute de milioane de volți s-au năpustit spre cabină, interceptate de un copac la 30 de metri de ea. A urmat tunetul, apoi focul, stins în curând de ploaia care l-a însoțit.
OK, așa că acesta nu este cel mai sigur loc, își amintea Choi gândindu-se.
Nu a fost nici primul sau cel mai bun loc. ultima complicație pe care avea să o întâmpine. Chiar și căprioarele locale ar conspira împotriva lui, fără să știe. Dar, cu ajutorul unor microfoane și ingeniozitate tehnică, Choi ar ieși din pădure cu o dovadă de concept pentru a documenta peisajul vibro: tărâmul de vibrații legat de pământ pe care păianjenii, insectele și aproximativ un miliard de alte artropode le folosesc pentru colegii de curte. , vânează prada și scăpa de prădători.
Prin desfășurarea a 25 de microfoane pe tronsoane de 1.000 de metri pătrați din podeaua pădurii, Choi a reușit să colecteze vibrațiile transmise la sol, bazate pe arahnide și altele, la o scară niciodată. a fost realizată înainte în sălbăticie.
Numărările finale: 39.000 de ore de înregistrare care au produs peste 17.000 de serii de vibrații. Eliminarea semnalelor dintr-un set de date atât de vast a devenit mai ușoară după ce Choi a scris un program care ar putea filtra zgomotul din înregistrările lo-fi, de obicei o sarcină manuală care a împiedicat eforturile de a compila o bibliotecă de semnale vibratorii la egalitate cu omologii lor audibili, din aer. . Lucrarea este publicată în revista Communications Biology.
„Acesta este 100% nou”, a spus Eileen Hebets, consilierul doctoral al lui Choi și profesor de științe biologice la Universitatea George Holmes din Nebraska. „Cred că va deschide căi de cercetare pe care oamenii au încercat cu adevărat să le exploreze de-a lungul anilor – dar pur și simplu nu au reușit niciodată să deschidă ușa. Și cred că Noori a deschis-o complet și a pus opritorul. acolo, iar acum toată lumea poate trece.”
În laborator, arahnologii și alții studiază adesea semnalele vibratorii cu un așa-numit vibrometru laser, care este în general prea costisitor pentru a fi cumpărat în vrac sau lăsat expus la rigorile domeniului. Așa că Choi a apelat la microfoane de contact: discuri mici care îl costă doar dolari bucata și pot capta vibrații care se mișcă prin orice substrat pe care se sprijină.
Choi își petrecea zilele aranjând nu doar microfoanele, ci și capcanele care verificau. prezența păianjenilor lup, pe care el și Hebets și-au dedicat ani de zile studiului.
Așa cum era de așteptat, Choi a dat peste trei specii: Schizocosa stridulans strâns înrudită și S. uetzi, împreună cu următoarele lor- ruda cea mai apropiată, S. duplex. Fiecare dintre specii se bazează pe semnale vibraționale pentru a atrage potențialii parteneri, masculii de S. stridulans cunoscuți pentru rutina lor deosebit de complicată de curte.
Dupul știa că păianjenii-lupi se întreceau pentru pereche, hrană și alte resurse distribuite. peste pădure. Dar cercetătorii s-au întrebat dacă arahnidele s-ar putea lupta pentru sau împarte spațiul finit care le-ar transmite și vibrațiile. Acest lucru a condus, în mod firesc, la alte întrebări: dacă acel gazon s-ar suprapune, ar putea semnalele simultane să interfereze între ele, potențial irosind timpul și energia pe care arahnidele le-au investit în producerea lor? Și dacă da, și-au modificat păianjenii semnalele vibratorii în felul în care unele păsări și alte animale își fac apelurile?
Înapoi la Lincoln, analizele inițiale ale lui Choi au dezvăluit o premisă inconfundabilă, generală.
„Vibroscape este un spațiu de semnalizare mai aglomerat decât ne așteptam”, a spus Choi, „pentru că include atât vibrații aeropurtate, cât și vibrații suportate de substrat.”
Aceste vibrații, a descoperit el, au venit în 73 de arome distincte, dintre care 17 au apărut suficient pentru a justifica o inspecție mai atentă. Unele dintre ele provin de la păianjeni. Altele, însă, au început ca semnale sonore — bâzâitul unui avion aflat la mii de metri deasupra capului, cântecul unei geai albastre sau al unui zâmbet de pin — ale cărui valuri ajungeau și se difuzau prin pământ.
Când a ajuns acasă, în la vibrațiile păianjenului lup, Choi a întâlnit o cantitate extraordinară de suprapunere – în ceea ce privește spațiul de semnalizare, timp și frecvența acustică – între cele două specii surori, S. stridulans și S. uetzi. În combinație cu faptul că ambele specii au semnalat în mare parte așternutul de frunze, mai degrabă decât așternutul de pin, Choi a spus că descoperirea sugerează că spațiul lor de semnalizare este suficient de prețios și selectiv încât niciuna dintre specii nu își poate permite să abdice.
„Comparativ cu semnalele acustice, în special semnalele vocale, vibrațiile suportate de substrat sunt într-adevăr limitate de factori de mediu și ecologici”, a spus Choi. „De exemplu, caracteristicile de transmisie ale substraturilor au un impact imens asupra caracteristicilor semnalelor și asupra eficienței de transmisie a vibrațiilor acestora.
„Asta înseamnă că artropodele pot avea opțiuni limitate din care să aleagă, deoarece dacă ei aleg să semnalizeze în locuri diferite, pe substraturi diferite, pot doar să perturbe întreaga comunicare și să nu-și atingă obiectivul, cum ar fi atragerea perechelor.”
Dar studiul a indicat, de asemenea, că cele două specii au fost, de fapt, , schimbându-și semnalele vibratorii obișnuite — probabil de dragul de a tăia zgomotul.
Bărbații spectaculoși S. stridulans aveau tendința de a-și extinde ritualurile de curte cu vibrații grele atunci când erau înconjurați de alții din specia lor, Choi au găsit, dar și-au petrecut mai puțin timp vibrându-și abdomenul atunci când S. uetzi din apropiere erau ocupați să emită vibrații proprii. Și S. uetzi și-a scurtat, în general, curtarea atunci când era înconjurat de alte vibrații, indiferent de tip.
Choi și Hebets au emis ipoteza că simplificarea semnalelor ar putea ajuta păianjenii să evite cazurile de identitate greșită care ar putea duce la împerecherea cu speciile greșite. Măsurarea cantității de hibridizare dintre S. stridulans și S. uetzi în habitatele lor comune ar putea aborda chiar această întrebare.
Deși implicațiile de cercetare ale abordării lui Choi sunt evidente și numeroase, el a menționat și potențialul său pentru conservare. Prin descompunerea morților și eliberarea nutrienților esențiali înapoi în sol, servind drept sursă de hrană pentru animalele mari și mici, umilul artropod ajută acum să suporte greutatea și soarta ecosistemelor întregi, au spus cercetătorii. În măsura în care vibropeisajul poate ajuta la monitorizarea abundenței lor, ar putea apărea ca un mijloc neprețuit de a proteja creaturile cu multe picioare, încapsulate în exoschelet.
„Când vorbim despre biodiversitatea artropodelor, simțim că că într-adevăr nu știm suficient”, a spus Choi, acum cercetător postdoctoral la Institutul Max Planck de Comportament Animal din Germania. „Chiar dacă toată lumea este de acord că artropodele sunt foarte importante pentru funcționarea ecosistemului și sunt specii cheie – dacă se prăbușesc, întreaga comunitate se poate prăbuși – nimeni nu știe cum să monitorizeze schimbările la artropode.
„Folosind acest vibroscape. , putem de fapt să realizăm monitorizarea în timp real și neinvazivă a acestor artropode care locuiesc la sol.”
„Mistreții au venit…”
Hebets ar fi preferat ceva în timp real. monitorizarea lui Choi pentru a se asigura că consiliatul ei de atunci și proiectul lui au îndurat toate surprizele care le-au rezervat.
„Nimic din toate acestea nu a fost o viață ușoară”, a spus ea despre experiența pe teren a lui Choi.
Deși îi plăcea vizita ocazională la o stație de cercetare din zonă, Choi își petrecea majoritatea zilelor singur fie în pădure, fie într-o cabană înăbușită, care nu era ideea nimănui de o casă de vacanță. Lipsit de permis de conducere și staționat la kilometri de cel mai apropiat magazin alimentar, lua masa de obicei din rațiile prudente, dar neinspiratoare pe care le împachetase pentru călătorie: curry uscat, supă uscată, fulgi de ovăz. Șansele de a spăla rufele sau de a mânca o masă gătită în casă au venit doar atunci când coautorul studiului Pat Miller și partenerul ei, Gail Stratton, l-au luat și l-au găzduit în weekend.
Fiecare dimineață însemna o altă călătorie lungă în pădure. , uneori punându-și pe umăr recorderele, plus cablurile și bateriile asociate. Iunie a adus 5 centimetri de ploaie și temperaturi ridicate în anii 90.
Acompuneți elementele, izolarea și condițiile spartane de viață? Mijloacele faunei sălbatice. Armadillos, probabil confundându-i cu rădăcini, au mestecat prin niște cabluri audio expuse care decurg din microfoane. Dar ar fi putut fi mai rău. Și la mijlocul lunii iunie, când un sondetor de mistreți a venit pe unul dintre cele cinci parcele de înregistrare ale lui Choi, a fost.
„Mistreții au venit în acel loc și au distrus totul”, a spus el, remarcând că dovezi ale distrugerii lor pot fi găsite în lucrarea rezultată, evaluată de colegi, unde datele de înregistrare pentru acel complot se termină brusc pe 11 iunie.
Apoi au fost căprioarele. Choi și-a umplut capcanele cu propilenglicol, o soluție netoxică pe care alți cercetători au folosit-o pentru a supune păianjenii în trecut. De mai multe ori, când s-a întors într-o capcană în căutarea unor noi exemplare, Choi a dat peste un vizitator cu copite care bea din ea.
„O căprioară m-a văzut și a scuipat paharul și a fugit”, a spus Choi. . „Și am spus: „Băi, acesta este specimenul pe care trebuie să-l colectez!” Nu știu de ce le place asta.”
Dar această capcană și celelalte, a spus Choi, au meritat din plin datele. Pentru toată entuziasmul său față de capacitatea AI și a algoritmilor de învățare automată de a automatiza analizele semnalelor vibratorii, ecologiștii au responsabilitatea de a le verifica și de a înțelege mai întâi în contextele lor native, a spus el.
" Cred că acest studiu sugerează că ar putea fi nevoie să ne întoarcem la studiul ecologic tradițional mai profund”, a spus el, „pentru că știm atât de puține despre peisajul vibro.”
Nu toată lumea este construită pentru a face față provocărilor. care vin cu realizarea efectivă a acestor studii, a spus Hebets. Fostul ei consilier a dovedit că este, și apoi unii.
„Noori este foarte umilă și foarte modestă și minimizează lucrurile”, a spus ea. „Dar cred că sunt foarte puțini oameni în această lume care ar fi supraviețuit acelei experiențe.”
Comentarii:
Adauga Comentariu