โดย สล็อตแตกง่ายนิโคเลตตา ลานีส เผยแพร่เมื่อ 30 เมษายน 2021นักวิทยาศาสตร์ถ่ายทํากุ้งตั๊กแตนตําข้าวตัวอ่อนเจาะด้วยอวัยวะ raptorial ที่ 20,000 เฟรมต่อวินาทีเป็นเล่นซ้ําในการเคลื่อนไหวช้าที่นี่ (เครดิตภาพ: ทําซ้ําโดยได้รับอนุญาตจาก บริษัท นักชีววิทยา, แฮร์ริสัน, J. S., et al. (2021) การปรับขนาดและการพัฒนากลไกยืดหยุ่น: การโจมตีเล็ก ๆ ของกุ้งตั๊กแตนตําข้าวตัวอ่อน J. Exp. Biol. 224, jeb235465.)
กุ้งตั๊กแตนตําข้าวควงไส้ติ่งที่โหลดฤดูใบไม้ผลิที่เจาะผ่านน้ําด้วยแรงระเบิด – และลูกๆของพวกเขา
สามารถเริ่มแกว่งเพียงเก้าวันหลังจากที่พวกเขาฟักไข่
ในการศึกษาใหม่ที่ตีพิมพ์ในวันพฤหัสบดี (29 เมษายน) ในวารสารชีววิทยาการทดลองนักวิทยาศาสตร์ศึกษากุ้งตั๊กแตนตําข้าวฟิลิปปินส์ตัวอ่อน (Gonodactylaceus falcatus) ที่รวบรวมจากโออาฮูฮาวาย ทีมยังเลี้ยงสัตว์ชนิดเดียวกันบางส่วนจากไข่ตรวจสอบการพัฒนาของพวกเขาอย่างระมัดระวังผ่านเวลาแล้วซูมเข้าที่อวัยวะเจาะของพวกเขาภายใต้กล้องจุลทรรศน์
ภาคผนวกที่เรียกว่าอวัยวะ raptorial ทํางานคล้ายกับคันธนูและลูกศรในการที่ปลายของอวัยวะได้รับการดึงกลับ “nocked” กับกลไกเหมือนฤดูใบไม้ผลิแล้วปล่อยให้หลวมในการปล่อยอย่างฉับพลันของพลังงานยืดหยุ่นผู้เขียนคนแรก Jacob Harrison, นักศึกษาระดับบัณฑิตศึกษาในหลักสูตรชีววิทยาที่มหาวิทยาลัยดุ๊ก “ในขณะที่เรามีความเข้าใจที่ดีว่าการทํางานของมันในผู้ใหญ่ เราไม่ค่อยเข้าใจถึงการพัฒนาของมัน” แฮร์ริสันกล่าวกับ Live Scienceที่เกี่ยวข้อง: ชน! กุ้งตั๊กแตนตําข้าวสุดแทงโชว์ในวิดีโอ
ตอนนี้ในการศึกษา “สมบูรณ์และควบคุมอย่างน่าทึ่ง” แฮร์ริสันและทีมของเขาได้เริ่มคลี่คลายความลึกลับของเมื่อกุ้งตั๊กแตนตําข้าวเริ่มโยนลงเหมือนนักมวยสายฟ้าผ่ารอยคาลด์เวลล์ศาสตราจารย์ด้านชีววิทยาแบบบูรณาการที่มหาวิทยาลัยแคลิฟอร์เนียเบิร์กลีย์ซึ่งไม่ได้มีส่วนร่วมในการศึกษา
และนอกจากนี้เนื่องจากกุ้งตั๊กแตนตําข้าวตัวอ่อนมีเปลือกหอยโปร่งใส “สิ่งใหม่เกี่ยวกับการศึกษานี้คือ [ที่] ความโปร่งใสของอุปกรณ์ raptorial ช่วยให้พวกเขาเห็นในรายละเอียดที่ดีว่าเกิดอะไรขึ้น” Caldwell กล่าว “นั่นเป็นไปไม่ได้ที่จะมองไปที่ผู้ใหญ่” ซึ่งโครงกระดูกทึบแสงเขากล่าวว่า
ช้ากว่าที่คาดไว้ แต่ก็ยังน่าประทับใจ เมื่อกุ้งตั๊กแตนตําข้าวผู้ใหญ่ปล่อยการประท้วงอย่างคล่องแคล่วเคล็ดลับของอวัยวะของพวกเขาสามารถหั่นผ่านน้ําที่ประมาณ 50 ไมล์ต่อชั่วโมง (80 กม. / ชม.) ตาม National Geographic แต่แบบจําลองทางคณิตศาสตร์ที่ตีพิมพ์ในปี 2018 ในวารสาร Science บอกใบ้ว่ากุ้งตั๊กแตนตําข้าวทารกอาจขว้างหมัดได้เร็วกว่าผู้ใหญ่โดยสมมติว่าพวกเขาชกมวยตั้งแต่อายุยังน้อย
รุ่นนี้พัฒนาขึ้นในห้องปฏิบัติการเดียวกันแฮร์ริสันทํางานในซูมในกลไกฤดูใบไม้ผลิตั๊กแตนตําข้าวกุ้งใช้ในการส่งพัดลงโทษ “เราเห็นกลไกเหล่านี้ทั่วชีววิทยา” ตั้งแต่การกระโดดกบและแมลงไปจนถึงแมงกะพรุนกัดที่ยิงแคปซูลที่เต็มไปด้วยพิษเข้าไปในเหยื่อแฮร์ริสันตั้งข้อสังเกต
แบบจําลองบอกใบ้ว่ากลไกสปริงโหลดเหล่านี้โดยทั่วไปควรมีประสิทธิภาพน้อยลงในระดับที่ใหญ่กว่าดังนั้นสปริงขนาดเล็กที่มีมวลน้อยกว่าควรสร้างความเร่งที่สูงขึ้นเมื่อปล่อยหลวม อีกรูปแบบหนึ่งที่เน้นเฉพาะกุ้งตั๊กแตนตําข้าวเผยให้เห็นผลลัพธ์ที่คล้ายกันแสดงให้เห็นว่ากุ้งตั๊กแตนตําข้าวขนาดใหญ่ตีช้ากว่าสายพันธุ์ที่เล็กกว่านักวิจัยรายงานในปี 2016 ในวารสารชีววิทยาทดลอง
แฮร์ริสันและทีมของเขาต้องการที่จะดูว่าแบบจําลองเหล่านี้จัดขึ้นในกุ้งตั๊กแตนตําข้าวตัวอ่อน
เนื่องจากแน่นอนพวกเขามีขนาดเล็กกว่าผู้ใหญ่ของสายพันธุ์ของพวกเขา ดังนั้นทีมจึงค้นหากุ้งตั๊กแตนตําข้าวขนาดเล็กที่โปร่งแสงในฮาวายในคืนที่ตายแล้ว “ถ้าคุณออกไปที่ที่คุณสามารถหากุ้งตั๊กแตนตําข้าวผู้ใหญ่คุณสามารถติดแสงในน้ําและกุ้งตั๊กแตนตําข้าวจะมาเหมือนมอดกับเปลวไฟ”แฮร์ริสันกล่าวว่า ที่กล่าวว่าปูตัวอ่อนกุ้งและปลายังแห่กันไปที่แสงและได้รับการตักขึ้นในถังเดียวกันกับกุ้งตั๊กแตนตําข้าว; ดังนั้นในนั้นจึงเป็นความท้าทาย
ตัวอ่อนกุ้งว่ายน้ําฟรีเหล่านี้โตพอที่จะออกจากโพรงที่พวกเขาฟักออกมาดังนั้นพวกเขาจึงมีแนวโน้มที่จะมีอายุอย่างน้อย 9 ถึง 14 วันในขณะที่ถูกจับแฮร์ริสันตั้งข้อสังเกต เพื่อรวบรวมข้อมูลเกี่ยวกับกุ้งตั๊กแตนตําข้าวที่อายุน้อยกว่าแฮร์ริสันยังรวบรวมคลัตช์ไข่จาก G. falcatus หญิงที่พบที่ Wailupe Beach Park ไข่ฟักระหว่างทางระหว่างทางไปมหาวิทยาลัยดุ๊ก แต่ทีมยังคงสามารถเลี้ยงกุ้งตั๊กแตนตําข้าวได้เป็นเวลา 28 วันในห้องแล็บของพวกเขา
ที่เกี่ยวข้อง: หกกลยุทธ์การให้อาหารที่แปลกประหลาดจากความลึกของมหาสมุทรของเรา
ด้วยกุ้งตั๊กแตนตําข้าวในมือทีมสังเกตอย่างรอบคอบว่าตัวอ่อนพัฒนาผ่านกาลเวลาอย่างไร ก่อนหน้านี้ G. ตัวอ่อน falcatus เป็นที่ทราบกันดีว่าสามารถเคลื่อนที่ผ่านระยะตัวอ่อนหกขั้นตอนซึ่งแต่ละอันทําเครื่องหมายโดยตัวอ่อนลอกคราบโครงกระดูก ทีมพบว่าในระยะตัวอ่อนแรกและครั้งที่สองตัวอ่อนจะรวมตัวกันที่ด้านล่างของถัง โดยขั้นตอนที่สามพวกเขาเริ่มว่ายน้ํา แต่ไม่ได้โยนหมัดใด ๆ มุมมองด้านข้างของตัวอ่อนกุ้งตั๊กแตนตําข้าวอายุ 11 วันแสดงอวัยวะ raptorial พับอยู่ด้านล่างดวงตาขนาดใหญ่ของตัวอ่อน (เครดิตภาพ: เจคอบ แฮร์ริสัน)แต่ในระยะที่สี่ประมาณวันที่ 9 ถึง 14 “ตัวอ่อนเริ่มโดดเด่นและ ‘โบกมือ’ อวัยวะ raptorial ของพวกเขาขณะที่พวกเขาว่ายน้ําผ่านน้ํา” ผู้เขียนเขียนในรายงานของพวกเขา ณ จุดนี้สล็อตแตกง่าย
