霽彩華年,因夢同行—— 慶祝深圳霽因生物醫(yī)藥轉(zhuǎn)化研究院成立十周年 情緒益生菌PS128助力孤獨(dú)癥治療,權(quán)威研究顯示可顯著改善孤獨(dú)癥癥狀 PARP抑制劑氟唑帕利助力患者從維持治療中獲益,改寫晚期卵巢癌治療格局 新東方智慧教育發(fā)布“東方創(chuàng)科人工智能開發(fā)板2.0” 精準(zhǔn)血型 守護(hù)生命 腸道超聲可用于檢測兒童炎癥性腸病 迷走神經(jīng)刺激對抑郁癥有積極治療作用 探索梅尼埃病中 MRI 描述符的性能和最佳組合 自閉癥患者中癡呆癥的患病率增加 超聲波 3D 打印輔助神經(jīng)源性膀胱的骶神經(jīng)調(diào)節(jié) 胃食管反流病患者耳鳴風(fēng)險(xiǎn)增加 間質(zhì)性膀胱炎和膀胱疼痛綜合征的臨床表現(xiàn)不同 研究表明 多語言能力可提高自閉癥兒童的認(rèn)知能力 科學(xué)家揭示人類與小鼠在主要癌癥免疫治療靶點(diǎn)上的驚人差異 利用正確的成像標(biāo)準(zhǔn)改善對腦癌結(jié)果的預(yù)測 地中海飲食通過腸道細(xì)菌變化改善記憶力 讓你在 2025 年更健康的 7 種驚人方法 為什么有些人的頭發(fā)和指甲比其他人長得快 物質(zhì)的使用會改變大腦的結(jié)構(gòu)嗎 飲酒如何影響你的健康 20個月,3大平臺,300倍!元育生物以全左旋蝦青素引領(lǐng)合成生物新紀(jì)元 從技術(shù)困局到創(chuàng)新錨點(diǎn),天與帶來了一場屬于養(yǎng)老的“情緒共振” “華潤系”大動作落槌!昆藥集團(tuán)完成收購華潤圣火 十七載“冬至滋補(bǔ)節(jié)”,東阿阿膠將品牌營銷推向新高峰 150個國家承認(rèn)巴勒斯坦國意味著什么 中國海警對非法闖仁愛礁海域菲船只采取管制措施 國家四級救災(zāi)應(yīng)急響應(yīng)啟動 涉及福建、廣東 女生查分查出608分后,上演取得理想成績“三件套” 多吃紅色的櫻桃能補(bǔ)鐵、補(bǔ)血? 中國代表三次回?fù)裘婪焦糁肛?zé) 探索精神健康前沿|情緒益生菌PS128閃耀寧波醫(yī)學(xué)盛會,彰顯科研實(shí)力 圣美生物:以科技之光,引領(lǐng)肺癌早篩早診新時代 神經(jīng)干細(xì)胞移植有望治療慢性脊髓損傷 一種簡單的血漿生物標(biāo)志物可以預(yù)測患有肥胖癥青少年的肝纖維化 嬰兒的心跳可能是他們說出第一句話的關(guān)鍵 研究發(fā)現(xiàn)基因檢測正成為主流 血液測試顯示心臟存在排斥風(fēng)險(xiǎn) 無需提供組織樣本 假體材料有助于減少靜脈導(dǎo)管感染 研究發(fā)現(xiàn)團(tuán)隊(duì)運(yùn)動對孩子的大腦有很大幫助 研究人員開發(fā)出診斷 治療心肌炎的決策途徑 兩項(xiàng)研究評估了醫(yī)療保健領(lǐng)域人工智能工具的發(fā)展 利用女子籃球隊(duì)探索足部生物力學(xué) 抑制前列腺癌細(xì)胞:雄激素受體可以改變前列腺的正常生長 肽抗原上的反應(yīng)性半胱氨酸可能開啟新的癌癥免疫治療可能性 研究人員發(fā)現(xiàn)新基因療法可以緩解慢性疼痛 研究人員揭示 tisa-cel 療法治療復(fù)發(fā)或難治性 B 細(xì)胞淋巴瘤的風(fēng)險(xiǎn) 適量飲酒可降低高危人群罹患嚴(yán)重心血管疾病的風(fēng)險(xiǎn) STIF科創(chuàng)節(jié)揭曉獎項(xiàng),新東方智慧教育榮膺雙料殊榮 中科美菱發(fā)布2025年產(chǎn)品戰(zhàn)略布局!技術(shù)方向支撐產(chǎn)品生態(tài)縱深! 從雪域高原到用戶口碑 —— 復(fù)方塞隆膠囊的品質(zhì)之旅
您的位置:首頁 >國外科研 >

螳螂蝦如何回家利用路徑整合找到自己的洞穴?

螳螂蝦以其矯健的四肢、不可思議的畸形眼睛和生動的外骨骼而聞名。而且,事實(shí)證明,他們也非常善于找到回家的路。通過對這些通常不合作的生物進(jìn)行一系列艱苦的實(shí)驗(yàn),里基什帕特爾在螳螂蝦導(dǎo)航方面有了新的發(fā)現(xiàn),并于本周在《當(dāng)代生物學(xué)》上發(fā)表。

UMBC生物科學(xué)的候選人帕特爾博士發(fā)現(xiàn),他在螳螂蝦中研究的物種依賴于太陽,偏振光的模式和內(nèi)部線索(按此順序)可以直接導(dǎo)航回它難以形容的洞穴。這些線性回歸通常伴隨著蝦尋找食物或配偶時的曲折突襲。正如帕特爾在他的第一次野外考察中指出的那樣,當(dāng)在捕食者或感知到的捕食者面前尋求庇護(hù)時,快速回家的能力就派上了用場。

在UMBC的第一年后,帕特爾和湯姆克羅寧的實(shí)驗(yàn)室去了大堡礁的蜥蜴島收集螳螂蝦進(jìn)行研究。帕特爾說,“一旦他們注意到你,他們就會轉(zhuǎn)身直接拉向某種避難所。”就像一個真正的科學(xué)家,“這讓我想知道他們是如何找到回家的路的?!?

關(guān)鍵起點(diǎn)

科學(xué)家們寫了許多關(guān)于其他物種(主要是蜜蜂、螞蟻和老鼠)導(dǎo)航的文章,但帕特爾的研究是螳螂蝦導(dǎo)航的第一部作品。

首先,帕特爾必須找到一個可以一起使用的行為來測試他關(guān)于如何在螳螂蝦中航行的想法。因此,他創(chuàng)造了一個小競技場,把人工蝦洞埋在沙子里。他把蝦放在田里,讓他高興的是,螳螂蝦很樂意占據(jù)一小部分聚氯乙烯管道。然后他把食物放在離洞穴很遠(yuǎn)的地方。他看著蝦離開洞穴,蜿蜒直到找到食物,然后以相當(dāng)直線的方式回到洞穴。

基于這些初步觀察,帕特爾假設(shè)螳螂蝦使用一種叫做路徑整合的過程來尋找回家的路。換句話說,它們能以某種方式追蹤到離洞穴的距離和方向。

帕特爾說:“對我來說,這可能是實(shí)驗(yàn)中最令人興奮的部分,因?yàn)槲抑牢业男袨檎娴暮軓?qiáng),我可以與之合作?!皬囊婚_始,我所做的一切實(shí)際上都被擴(kuò)大了?!?

陽光驚喜

在第一次發(fā)現(xiàn)后,具有挑戰(zhàn)性的工作開始尋找動物用來決定它們回家的線索。

帕特爾建造了八個更大的競技場,每個直徑約1.5米,用于實(shí)驗(yàn)。他問的第一個問題是蝦米是利用內(nèi)部還是外部線索回家的。

為了測試這一點(diǎn),帕特爾創(chuàng)建了一個設(shè)置,在取回食物時將動物旋轉(zhuǎn)180度。如果蝦利用外部線索記住它離家的距離和方向,它仍然會朝著正確的方向移動。如果使用內(nèi)部提示,它會根據(jù)自己的方向朝相反的方向走。在第一輪實(shí)驗(yàn)中,動物總是向相反的方向移動。

帕特爾說:“這真的很酷,但沒有太大意義,因?yàn)閮?nèi)部指南針的精度比與環(huán)境相關(guān)的精度低得多?!比缓笏蝗幌氲剑骸爱?dāng)我進(jìn)行這些實(shí)驗(yàn)時,我們碰巧有一個黑暗的一周,所以我一直等到天氣晴朗,每次他們回家。”

馬賽克拼圖

帕特爾意識到,他的實(shí)驗(yàn)完美地證明了動物使用的線索的層次結(jié)構(gòu)。他們首先使用外部提示,但是當(dāng)這些提示不可用時,他們使用內(nèi)部提示。

這是一系列創(chuàng)造性實(shí)驗(yàn)的開始,這些實(shí)驗(yàn)進(jìn)一步測試了這些動物如何導(dǎo)航。當(dāng)帕特爾用鏡子欺騙動物,讓它們以為太陽是從相反的方向來的時,它們走錯了路。這說明他們以太陽為主要線索。當(dāng)多云但不完全黑暗時,他們在光線中使用偏振模式,當(dāng)多云時仍然可以檢測到。當(dāng)天空完全被覆蓋時,他們恢復(fù)了內(nèi)部導(dǎo)航系統(tǒng)。

多種技能

對帕特爾來說,創(chuàng)建一個實(shí)驗(yàn)競技場——本質(zhì)上是一個蝦障礙賽——幾乎和獲得結(jié)果一樣有趣。他分享道:“這才是我真正喜歡的——建造東西,創(chuàng)造東西。”帕特爾在長灘的加州州立大學(xué)學(xué)習(xí)藝術(shù)和生物學(xué)?!拔艺J(rèn)為這些技能幫助我設(shè)計(jì)了這個實(shí)驗(yàn)。”

帕特爾需要的其他技能是耐心和毅力。他說:“這些動物可能一天只行動一次,所以如果你嚇到動物,那一天你就會迷路。”

例如,其中一個實(shí)驗(yàn)包括將動物放在一個可以將它們拉到新位置的軌道上,并觀察它們從那里走向哪里。帕特爾說:“如果賽道太混亂或太快,他們會感到害怕,甚至表現(xiàn)不佳?!薄耙虼?,我不得不把實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)得非常柔軟,以至于他們沒有意識到自己被移動了。”

新問題

帕特爾的耐心獲得了新的發(fā)現(xiàn),這提出了一系列未來需要回答的問題。雖然路徑整合已經(jīng)在其他物種中得到充分證明,但螳螂蝦是第一個在水下演示這項(xiàng)技術(shù)的人。通過水仰望天空和通過空氣仰望天空是完全不同的,所以帕特爾很好奇動物的過程和其他物種有什么不同。

。

帕特爾最終也對導(dǎo)航行為的神經(jīng)基礎(chǔ)感興趣,但他說:“在研究大腦中發(fā)生的事情之前,必須先了解動物的行為。”“所以這就是我真正專注于行為工作的原因,以弄清楚動物在做什么以及什么樣的刺激適合顯示給我們該動物用來研究其神經(jīng)病學(xué)。”

到目前為止,其他工作已經(jīng)證明,稱為中央復(fù)合體的大腦區(qū)域在昆蟲和螳螂蝦之間有著不可思議的相似性??紤]到蜜蜂和蝦在生命樹上的距離有多遠(yuǎn),這特別有趣。眾所周知,中央復(fù)合體有助于蜜蜂的航行,因此,帕特爾(Patel)對了解其在螳螂蝦中的功能感興趣。Cronin實(shí)驗(yàn)室的另一名研究生Alice Chou也正在研究螳螂蝦的大腦結(jié)構(gòu)。

標(biāo)簽:

免責(zé)聲明:本文由用戶上傳,與本網(wǎng)站立場無關(guān)。財(cái)經(jīng)信息僅供讀者參考,并不構(gòu)成投資建議。投資者據(jù)此操作,風(fēng)險(xiǎn)自擔(dān)。 如有侵權(quán)請聯(lián)系刪除!

最新文章