Csillagorrú vakond - Star-nosed mole

Csillagorrú vakond
Condylura.jpg
Tudományos osztályozás szerkesztés
Királyság: Animalia
Törzs: Chordata
Osztály: Emlősök
Szuperrendelés: Laurasiatheria
Rendelés: Eulipotyphla
Szupercsalád: Talpoidea
Család: Talpidae
Alcsalád: Scalopinae
Törzs: Condylurini
Nemzetség: Condylura
Faj:
C. cristata
Binomiális név
Condylura cristata
( Linné , 1758 )
Csillagorrú vakondterület.png
Csillagorrú vakondtartomány
Szinonimák

Sorex cristatus Linnaeus, 1758

Egy példány a Muséum de Toulouse gyűjteményéből

A csillagorrú vakond ( Condylura cristata ) egy kicsi anyajegy , amely nedves, alacsony területeken található Észak-Amerika északi részein. Ez az egyetlen tagja a törzsnek, amelynek érintő szerve több mint 25 000 perces érzékszervi receptort tartalmaz ( Eimer szervei) , amelyekkel ez a hörcsög méretű anyajegy körbejár. Eimer szervei segítségével tökéletesen alkalmas a szeizmikus hullámok rezgésének észlelésére .

A rendkívül érzékeny csillagszerű szerkezetet Eimer-szervek néven ismert érintő receptorok borítják . Az orr körülbelül 1 cm átmérőjű, nagyjából 25 000 Eimer -szerv található 22 függeléken. Eimer szerveit először 1871 -ben írta le az európai vakondban Theodor Eimer német zoológus . Más vakondfajok is rendelkeznek Eimer szerveivel, bár nem olyan speciálisak vagy számtalanok, mint a csillagorrú vakondban. Mivel a csillagorrú vakond funkcionálisan vak, a pofát sokáig feltételezték a ragadozó állatok elektromos aktivitásának kimutatására, bár ennek a hipotézisnek kevés, vagy egyáltalán nem talált empirikus alátámasztása. Ennek a fajnak az orrcsillaga és a fogazat elsősorban a rendkívül kicsi zsákmány kiaknázására alkalmas. A Nature folyóiratban megjelent jelentés ennek az állatnak a leggyorsabban esző emlős címet adja , és 120 milliszekundumot (átlag: 227 ms) vesz igénybe az egyes élelmiszerek azonosításához és elfogyasztásához. Az agya körülbelül 8 ms alatt eldönti, hogy a zsákmány ehető -e vagy sem. Ez a sebesség az idegsejtek sebességének határán van .

Ezek a vakondok a víz alatti szaglásra is képesek, ezt úgy érik el, hogy légbuborékokat lélegeznek ki tárgyakra vagy illatutakra, majd belélegzik a buborékokat, hogy az illatokat visszajuttassák az orron keresztül.

Ökológia és viselkedés

A csillagorrú vakond nedves alföldi területeken él, és kis gerincteleneket, például vízi rovarokat, férgeket és puhatestűeket , valamint apró kétéltűeket és apró halakat eszik . A Condylura cristata -t a víztől távolabbi száraz réteken is találták. Ezeket a Nagy Füstös -hegységben is találták, akár 1676 méter magasan is. A csillagorrú vakond azonban inkább a nedves, rosszul lecsapolt területeket és mocsarakat részesíti előnyben. Jó úszó, és patakok és tavak alján tud táplálkozni. A többi vakondhoz hasonlóan ez az állat sekély felszíni alagutakat ás a táplálkozáshoz; ezek az alagutak gyakran kilépnek a víz alatt. Éjjel-nappal aktív, és télen is aktív marad, amikor észlelték, hogy alagúton keresztül hóban alagútban úsznak, és jéggel borított patakokban úsznak. A C. cristata különösen ügyes a hőszabályozásban , magas testhőmérsékletet tart fenn a külső körülmények széles tartományában, más Talpid anyajegyekhez képest. Ez megmagyarázza a hideg vízi környezetben való boldogulásának képességét. Keveset tudunk a faj társadalmi viselkedéséről , de gyaníthatóan gyarmati .

Ez a vakond tél végén vagy kora tavasszal párosodik, és a nősténynek egy alma van, jellemzően négy vagy öt fiatal, tavasszal vagy nyár elején. A nőstényekről azonban ismert, hogy van második almuk, ha az első sikertelen. Születéskor minden utód körülbelül 5 cm hosszú, szőrtelen és súlya körülbelül 1,5 g. A szemük, a fülük és a csillaguk le van zárva, csak a születés után körülbelül 14 nappal nyílnak és válnak hasznossá. Körülbelül 30 nap múlva válnak függetlenné, és 10 hónap után teljesen éretté válnak. A ragadozók közé tartozik a vörösfarkú sólyom , a nagy szarvú bagoly , a gyöngybagoly , a bagoly , a rókák, a menyét, a menye, a különböző skunks és a mustelids , valamint a nagy halak, például az északi csuka , valamint a házi macskák .


Pofa összehasonlítás a látószervvel

A Vanderbilt Egyetem idegtudósa, Kenneth Catania , aki 20 évig tanulmányozta a csillagorrú anyajegyeket, nemrégiben a csillagorrú vakondok tanulmányozására fordította kutatásait, mint útvonalat az emberi agy érzékszervi információk feldolgozásával és megjelenítésével kapcsolatos általános elvek megértéséhez. A csillagképes anyajegyeket „aranybányának” nevezte az agyakkal és általában a viselkedéssel kapcsolatos felfedezésekhez-és a végtelen meglepetések forrásának.

Összehasonlítva a vakond orrát a látással, kutatásai azt mutatták, hogy valahányszor a vakond megérintette a potenciális táplálékot, hirtelen mozdulattal a legkisebb sugarakat, a 11 ikersugarakat helyezte el a tárgy fölött az ismételt gyors érintések érdekében. Beszámol: "Feltűnőek a látással való hasonlóságok. A csillagmozgások sebességükben és időbeli ütemükben a szakadikus szemmozgásokhoz hasonlítottak -a szemek gyors mozgása egyik fókuszpontból a másikba. A két 11. sugár túlreprezentált az elsődlegesben a szomatoszenzoros kéreg a méretükhöz képest, ahogy a főemlősök kis vizuális fovea -egy kis régió a szem közepén, amely a legélesebb látást eredményezi-felülreprezentált az elsődleges látókéregben. " Megjegyzi, hogy egyes denevéreknek van egy hallási foveájuk a fontos echolokációs frekvenciák feldolgozására , ami azt sugallja, hogy "az evolúció többször is ugyanahhoz a megoldáshoz jutott a nagyélességű érzékszervi rendszer felépítéséhez: ossza fel az érzékszervi felületet egy nagy, alacsonyabb felbontású perifériára a szkenneléshez az ingerek széles skálája és egy kicsi, nagy felbontású terület, amely fontos objektumokra összpontosítható. "

A csillag alakú orr egyedülálló szerv, amely csak a csillagorrú vakondon található. A csillagorrú vakond teljes sötétségben él, és nagymértékben támaszkodik figyelemre méltó speciális orrának mechanikai információira, hogy látás nélkül megtalálja és azonosítsa gerinctelen zsákmányát (mivel a vakondoknak kicsi a szemük és apró látóidegük van ). Ezt a szervet gyakran felismerik nagy érzékenységéről és reakciósebességéről. A mindössze 8 milliszekundum dönthet úgy, hogy valami ehető-sőt, ez az egyik leggyorsabb válasz egy ingerre az állatvilágban, és ez az oka, amiért a csillagorrú vakond volt az utóbbi időben felismerték a Guinness Book of World Records , mint a világ leggyorsabb táplálkozója.

Anatómia és fiziológia

A csillagorr egy magasan specializált érzékszervi szerv, amelyet 22 húsos ujjszerű függelék vagy inak alakítanak ki, amelyek csengnek az orrlyukon, és állandó mozgásban vannak, miközben a vakond a környezetét kutatja. Maga a csillag egy centiméter átmérőjű, így átmérője valamivel kisebb, mint egy tipikus emberi ujjhegy. Mindazonáltal sokkal nagyobb, mint más vakondfajok orra, érintésenként 0,92 cm 2 (0,14 in 2 ), míg más vakondfajok orra borított 0,11 cm 2 (0,02 in 2 ). Ez a szerkezet nagy felbontású központi fovea régióra (a középső 11. sugárpár) és kevésbé érzékeny perifériás területekre oszlik. Ily módon, a csillag működik, mint egy „tapintható szem”, ahol a kerületi sugarak (1-10 mindkét oldalon) tanulmányozza a környék, kiszámíthatatlan saccade -szerű mozgás és irányítja a 11. ray fontosabb tárgyak, mint a főemlősök „s lógó szem.

Függetlenül a csillag anatómiai helyzetétől , mint az orr disztális (kiálló vagy kiterjedő) része, ez nem szaglószerkezet és nem extra kéz. A függelékek nem tartalmaznak izmokat vagy csontokat, és nem használják tárgyak manipulálására vagy zsákmány elfogására . Az inak vezérlik őket , a bonyolult izomsorozat , amely a koponyához kapcsolódik , hogy tisztán mechanikusnak tűnő szerepet töltsön be. Ebből a célból a csillag egy figyelemre méltóan speciális hámréteget is tartalmaz, amelyet teljes egészében 25 000 apró, körülbelül 30–50 μm (0,0012–0,0020 hüvelyk) átmérőjű kupola vagy papilla borít. Ezek a kupolák, amelyeket Eimer-szerveknek neveznek , az egyetlen típusú receptor szervek, amelyek a csillagorrú vakond csillagában találhatók, ami azt bizonyítja, hogy a csillagszerű szerkezet egyértelműen mechanikus működéssel rendelkezik.

Eimer szerve egy érzékszervi szerkezet, amely a közel 30 vakondfaj szinte mindegyikében megtalálható, azonban egyik sem tartalmaz annyit, mint a Condylura . Ez a nagy mennyiségű speciális receptor ultraibolya érzékennyé teszi a csillagot - körülbelül hatszor érzékenyebb, mint az emberi kéz, amely körülbelül 17 000 receptort tartalmaz.

Mindegyik Eimer szervét számos elsődleges afferens biztosítja , így a csillag sűrűn beidegzett. Ez együtt jár a Merkel-sejtes - neurit komplex tövénél a cella oszlop, egy lemezes testecske a dermiszben alatt az oszlop és egy sor szabad idegvégződések , hogy származnak mielinezett rostok a bőrben, végigmenni a középső oszlop és a terminális duzzanatok gyűrűjében végződik, közvetlenül a külső keratinizált bőrfelület alatt . Mind a 25 000 Eimer -szerv a csillag felszíne mentén elosztva rendelkezik ezzel az alapszerkezettel mind a 22 függelékben. Mindazonáltal a fovea régió (11. sugárpár), amely rövidebb területtel rendelkezik, e szervek sűrűsége kisebb - 900 Eimer -szerv a felszínén, míg az oldalsó sugarak egy része 1500 fölött van. Ez ellentmondásosnak tűnhet azzal a ténnyel, hogy ez a régió nagyobb felbontású és fontos szerepet játszik a táplálkozási magatartásban. Azonban a több érzékszerv helyett ez a fovea régió más megközelítést alkalmaz, amelyben a bőrfelület érzékenyebb lehet a mechanoreceptikus behatásokra; nagyobb beidegzési sűrűsége van. Az 1–9. Sugarak mindegyike körülbelül 4 szálat tartalmaz Eimer szervénként, míg a 10 -es és a 11 -es sugarak szignifikánsan magasabb beidegzési sűrűséggel rendelkeznek, 5,6 és 7,1 szálonként, ami azt mutatja, hogy az érzéki periféria mennyire differenciáltan specializálódott a csillagban.

A 11 sugarat beidegző mielinizált szálakat Catania és munkatársai lefényképezték és megszámolták egy megnövelt fotómontázsból. A csillag felének mielinált szálainak teljes száma 53 050 és 93-94 között változott; ezért a teljes csillag teljes szála nagyjából 106 000 és 117 000 között változik. Ez azt jelenti, hogy a környezetből származó tapintható információkat gyorsan továbbítják az SNC -hez. Ez nem lenne elegendő megfelelő feldolgozó rendszer nélkül, de a csillagorrú vakondban a feldolgozás is nagyon nagy sebességgel történik, majdnem megközelítve azt a felső határt, amelynél az idegrendszerek képesek működni. A küszöbérték, amelynél a vakond eldöntheti, hogy ehető -e vagy sem, 25 milliszekundum: 12 ezredmásodperc a vakond szomatoszenzoros kéregében lévő idegsejtekhez, hogy reagáljon az érintésre, és további 5 ezredmásodpercig, hogy a motoros parancsokat vissza lehessen juttatni a csillaghoz. Ehhez képest ez az egész folyamat 600 milliszekundumot vesz igénybe az emberekben.

A csillagszerű orr fontosságát a vakond életmódjában bizonyítja az orr szomatoszenzoros ábrázolása. A test stimulálása során a kéregre helyezett elektródákkal végzett elektrofiziológiai kísérletek azt mutatták, hogy a kéreg nagyjából 52% -a az orrnak van szentelve. Ez azt jelenti, hogy az agy több mint fele elkötelezett az e szerv által szerzett érzékszervi információk feldolgozása mellett, még akkor is, ha az orr maga csak körülbelül 10% -a a vakond tényleges méretének. Így arra lehet következtetni, hogy az orr helyettesíti a szemet, és a belőle származó információkat úgy dolgozzák fel, hogy tapintható térképet készítsenek a vakond orra alatti környezetről. Más emlősökhöz hasonlóan a csillagorrú anyajegy szomatoszenzoros kérge is szomatotopikusan van megszervezve, így az orr szomszédos részeiből származó érzékszervi információkat a szomatoszenzoros kéreg szomszédos régióiban dolgozzák fel. Ezért a sugarak az agyban is megjelennek. Az alsó, legérzékenyebb sugárpár (11.) nagyobb ábrázolást mutatott a szomatoszenzoros kéregben, még akkor is, ha ezek a legrövidebb függelékpárok a csillagorrú vakond orrában.

A csillag agykéregben való ábrázolásának másik fontos tény az , hogy minden féltekén jól látható 11 csík volt, amely az ellenoldali csillagot ábrázolja. Néhány kedvező esetben egy kisebb, harmadik csíkhalmaz is látszott; ellentétben más teststruktúrákkal, amelyek egyedi ábrázolással rendelkeznek, és a test minden fele az ellenkező agyféltekében van ábrázolva. Így más fajokkal ellentétben a tapintható fovea szomatoszenzoros reprezentációja nem korrelál az anatómiai paraméterekkel, hanem erősen korrelál a viselkedési mintákkal. Felvételek az aktív neuronok a szomatoszenzoros kéregben mutatják, hogy a legtöbb sejt (97%) reagált a fény tapintási ingerlést, és az átlagos látencia 11,6 milliszekundum. Ezen túlmenően ezeknek a neuronoknak meglehetősen nagy részét (41%) gátolta a közeli Eimer -szervek stimulálása az izgató recepciós mezőn kívül. Következésképpen a csillag azon képességét, hogy gyorsan meghatározza az objektumok helyét és azonosságát, fokozzák a kicsi befogadó mezők és a hozzájuk tartozó kollaterális gátló rendszer , amely rövid késleltetési válaszokkal korlátozza a kortikális neuronokat.

Érzékenység a mechanikai ingerekre

1996-ban a Vanderbilt PhD jelöltje, Paul Marasco megállapította, hogy az a küszöb, amelyen keresztül a csillagszerű szerkezet érzékeli a mechanikai ingereket, attól függ, hogy az Eimer-szerv milyen típusú izgatott. Az Eimer -receptorok három fő osztályát jellemezte , beleértve az egyiket a lassú alkalmazkodás ( Tonic receptor ) és kettőt a gyors adaptáció ( Phasic receptor ) között. A tonik-receptor egy válasz hasonló a Merkel-sejtes - neurit komplex. Szabad terminálokkal rendelkezik, és ezért képes nagy érzékenységgel és véletlenszerű lemerítéssel érzékelni a nyomást és a textúrát . A gyors alkalmazkodás válaszok például Paccinian-szerű válasz alapján (on-off) válasz által okozott nyomás és mechanikai rezgések maximális érzékenység ingerek egy frekvencia 250  Hz . A két gyors válasz közötti különbség azon a tényen alapul, hogy az egyik csak a tömörítési fázisban reagál.

Frekvenciaérzékenység

A leírt receptorok közül a Marasco azonosította, hogy vannak olyan receptorok, amelyek viszonylag nem reagálnak a kompressziós ingerekre, de hevesen reagálnak bármilyen ingerre, amely ecsetelt vagy csúszott az orr felszínén (az ingerek nagy elmozdulásokkal és nagy sebességgel alkalmazva). Ezzel szemben voltak más receptorok is, amelyek határozottan reagáltak bármilyen kis méretű kompresszióra, de nem reagáltak az elsöprő ingerekre. A söprésre érzékeny receptorok maximálisan aktiválódtak széles frekvenciatartományban , 5–150 Hz között, nagy elmozdulásokban, 85–485  μm között . Ezzel szemben a kompressziós ingerekre reagáló receptorok a maximális aktivitás szűk csúcsát mutatták 250–300 Hz -en, 10–28 μm -es elmozdulásokkal.

Irányérzékenység

Az idegvégződések körkörös szerveződése és beidegzési mintázata alapján Eimer szerveiben Marasco feltérképezési kísérletekkel azt javasolta, hogy a csillagorrú anyajegy szinte minden receptora előnyben részesítse az alkalmazott ingerek adott irányát. Így míg az egyik receptor erős választ vált ki, ha az egyik irányba préselődik, addig "néma" maradhat, amikor egy másikban összenyomja.

Sebességérzékenység

Annak a sebességnek a küszöbértékének vizsgálata, amelyen a receptorok válaszoltak, megállapította, hogy a sejtválasz minimális sebessége 46 mm/s, ami megfelel az orr hozzávetőleges sebességének a táplálkozási viselkedés során.

A mechanikus jel átvitele

Figyelembe véve, hogy Eimer szerve mechanikai deformációt érzékel, transzdukciós mechanizmusa néhány lépésben megmagyarázható:

  1. Az ingerek a receptor membrán depolarizációját okozzák, ami receptorpotenciált és ezáltal áramot eredményez a Ranvier csomópont felé .
  2. Ha a receptorpotenciál fennmarad, és a generált áram elegendő ahhoz, hogy elérje a Ranvier csomópontját, akkor a küszöbérték eléri az akciós potenciált .
  3. Amikor az akciós potenciál létrejön, az ioncsatornák aktiválódnak, így a mechanikai impulzus elektromosá válik.
  4. Ezt a jelet az axon mentén továbbítják, amíg el nem éri az SNC -t, ahol az információt feldolgozzák.

Bár a mechanikus transzdukció ezen összefoglalott lépései arra utalnak, hogy a csillagorrú anyajegy hogyan alakítja át a mechanikai információkat potenciális cselekvésekké, a bonyolult mechanoreceptor mögötti transzdukció teljes mechanizmusa még ismeretlen, és további vizsgálatokra van szükség.

Viselkedés

A rosszul fejlett szemek ellenére a csillagorrú vakondoknak bonyolult rendszere van a zsákmány észlelésére és környezetük megértésére. A feltárás során a vakond csillagszerű függeléke rövid érintéseket eredményez, amelyek Eimer szervét tárgyakhoz vagy szubsztrátumhoz nyomják . Amikor táplálkozó , anyajegyek keresni véletlenszerű minták érintésre tartós 20-30  ms . Catania és munkatársai bebizonyították, hogy a csillagorrú anyajegy tapintószervét előnyösen a feltételezett könnyű tapintású szálak inerválják. Amikor a csillag külső függelékei enyhe érintkezésbe kerülnek egy potenciális táplálékforrással, az orr gyorsan eltolódik úgy, hogy egy vagy több érintést végezzen a foveával (a két alsó függelék; 11. pár), hogy részletesebben feltárja az érdekes tárgyakat. - különösen a potenciális zsákmány. Ez a táplálkozási viselkedés kivételesen gyors, így a vakond másodpercenként 10-15 különböző földterületet érinthet. Kevesebb, mint 2 másodperc alatt képes felkutatni és elfogyasztani 8 különálló zsákmányt, és már 120 ms alatt újra keresni a további zsákmányt, bár az átlagos idő 227 ms.

A leírt sorrend a kezelési időt jelenti. A nagysebességű videók által készített tanulmányokban a vakond mindig a 11. függelékhez hajlott, hogy felfedezzen egy élelmiszert. A tapintható fovea 11. függelékének használata meglepően hasonló ahhoz, ahogyan az emberi szemek felfedezik a vizuális jelenet részleteit.

Ez a csillagszerű orr lehetővé teszi a vakondnak a víz alatti szaglást is, amit korábban emlősöknél lehetetlennek tartottak, és amelyhez a szaglás során levegő kell, hogy szagokat juttassanak a szaglóhámba . Bár a csillagszerű szerkezet önmagában nem kemoreceptor , segít a csillagorrú vakondnak másodpercenként 8-12 kis légbuborék közötti, egyenként 0,06–0,1 mm-es fújását tárgyakra vagy illatutakra. Ezeket a buborékokat ezután visszahúzzák az orrlyukakba , így a légbuborékokban lévő szagló molekulák a szaglóreceptorok fölé kerülnek . A buborékok sebességét összehasonlítják más vakond szippantási sebességével. A tudósok megállapították, hogy a buborékokat olyan célpontok felé fújják, mint az élelmiszer. A csillagorrú vakond előtt a tudósok nem hitték el, hogy az emlősök érezhetik a víz alatti szagokat, nemhogy a szagokat buborékok fújásával.

1993-ban, Edwin Gould és munkatársai javasolták, hogy a csillag-szerű ormány volt electroreceptors és hogy a vakond tehát képes érzékelni a villamos erőtér az áldozatát, mielőtt mechanikai ellenőrzés függelékei. Keresztül viselkedési kísérletek, úgy bizonyították, hogy mól előnyös egy mesterséges féreg a szimulált elektromos mező az élő földigiliszta valamely azonos elrendezésben anélkül, hogy a villamos mezőben. Ezért azt javasolták, hogy a csillag csápjaiban található idegvégződések valóban elektroreceptorok, és a vakondok folyamatosan mozgatják őket, hogy különböző helyeken mintát vegyenek az elektromágneses mező erősségéről, miközben zsákmányt keresnek. A hipotézis azonban fiziológiailag megmagyarázhatatlan, és a tudományos közösség még nem fogadta el. Ehelyett a Catania által javasolt hipotézis, amelyben a függelék funkciója pusztán tapintható, megvalósíthatóbbnak tűnik, és jelenleg elfogadott.

Evolúció

A fejlesztés a csillag-szerű nyúlványok sugallja prekurzorok proto-függelékek egy őse pofa , amely megnövekszik, több generáción keresztül. Bár ez az elmélet hiányzik fosszilis bizonyítékok, illetve a támogató összehasonlító adatokat, szinte minden létező anyajegy van lapokat a Eimer orgonája alkotó felhám az orr körül nares . Emellett a Catania és munkatársai közelmúltbeli vizsgálatai egy észak-amerikai fajt ( Scapanus Townsendii ) azonosítottak, a proto-függelékek halmazával, amelyek caudalisan kiterjedtek a pofára , és amelyek feltűnően hasonlítanak a csillagos orrú anyajegy embrionális szakaszaihoz , bár a Scapanus Townsendii csak az arcán nyolc alosztály, nem pedig a csillagorrú vakondon talált 22 függelék. Az ilyen változások gyakoriak az evolúció során, és azzal magyarázható, hogy a modulokat hatékonyan hozzá kell adni a karosszériatervhez anélkül, hogy újra kellene feltalálni az egyes modulokat előállító szabályozási elemeket . Így bár a csillag egyedi alakjában és méretében, megvalósíthatónak tűnik, hogy a szerkezet egy ősibb bauplánra épül, mivel hasonlóságokat tartalmaz más anyajegyek széles körében és más emlősök molekuláris szerkezetében is.

A kirajzolódó kép azt sugallja, hogy a csillag-orrú mol egy extrém az emlős fejlődése , amelynek talán a legérzékenyebb mechano-szenzoros rendszert között található emlősök . Két evolúciós elmélet létezik a csillagszerű orrról. Az egyik a csillag szerkezetének fejlesztését javasolja a csillagorrú vakond vizes élőhelyének szelektív nyomása következtében . A vizes élőhelyeken sűrű kis rovarállomány található, ezért ennek az erőforrásnak a kiaknázása nagyobb felbontású érzékszervi felületet igényel, mint más vakondoké. Így a vizes élőhelyre való áttérés szelektív előnyt jelenthetett a bonyolultabb érzékszervek számára. Ezenkívül számos faj vadon kifogott anyajegyében az Eimer szervei nyilvánvaló kopás és kopás jeleit mutatják. Úgy tűnik, hogy a talajjal való állandó és ismételt érintkezés károsítja az érzékszerveket , amelyek vékony keratinizált hámréteggel rendelkeznek. A csillagorrú anyajegyek az egyetlen fajok, amelyek a vizes élőhelyek nedves, sáros talaján élnek, ahol a kevésbé koptató környezet lehetővé tette a finom csillag alakú szerkezet kialakulását.

A második elmélet, a zsákmány jövedelmezősége, magyarázza a csillagorrú vakond táplálkozási sebességét. A zsákmány jövedelmezősége (azaz a megszerzett energia osztva a zsákmány kezelési idejével) alapvető változó az optimális étrend becsléséhez. Amikor a kezelési idő megközelíti a nullát, a jövedelmezőség drámaian megnő. A vizes élőhelyeken kapható kis gerinctelen zsákmány miatt a csillagorrú vakond kezelési ideje akár 120 ms. Ezért a káprázatos sebesség, amellyel táplálkozik, ellensúlyozza az egyes élelmiszerek alacsony tápértékét, és maximalizálja a rendelkezésre álló időt. Továbbá a csillag alakú orrnak a szájhoz való közelsége nagymértékben csökkenti az étel elfogyasztásához szükséges kezelési időt, és fontos tényező abban, hogy a csillagorrú vakond milyen gyorsan találjon és ehessen ételt.

Aktuális alkalmazások a mérnöki munkában

A rendkívül speciális rendszerek tanulmányozása gyakran lehetővé teszi az általánosabb rendszerek jobb betekintését. A vakond feltűnő, csillagszerű szerkezete általános tendenciát tükrözhet "kevésbé figyelemre méltó" rokonaiban, beleértve az embereket is. Ma még keveset tudunk az emlősök tapintási transzdukciójának molekuláris mechanizmusairól . Mivel a drosophila légy a genetikához, vagy a tintahal óriás axonja a neurobiológiához, a csillagorrú vakond lehet a tapintható transzdukció mintaorganizmusa. A szakkádszerű rendszer és a kapcsolódó transzdukció megfelelő megértése a jövőben új típusú idegprotézisek kifejlesztéséhez vezethet . Ezenkívül a vakond kiemelkedő sebessége és pontossága betekintést nyújthat az intelligens gépek szerkezeti kialakításába, mint mesterséges válasz a csillagorrú vakond figyelemre méltó érzékszervi képességére.

A pofa az optimális táplálkozási elmélethez kapcsolódik

Az optimális táplálkozási elmélet szerint az élőlények úgy táplálkoznak , hogy maximalizálják az időegységenkénti nettó energiabevitelüket. Más szóval úgy viselkednek, hogy megtalálják, elfogják és elfogyasztják a legtöbb kalóriát tartalmazó ételt, miközben a lehető legkevesebb időt töltik. Rendkívül rövid kezelési idővel, amikor nagyon kis zsákmányt ehetnek, a csillagorrú vakondok nyereségesen fogyaszthatnak olyan élelmiszereket, amelyek nem éri meg a lassabb állatok idejét vagy erőfeszítését, és nagy előnyt jelent, ha saját ételkategóriájuk van. Továbbá közvetlenül a csillag 11. sugara mögött a csillagorrú vakondnak módosult elülső fogai vannak, amelyek egy csipesszel egyenértékűek. A nagy sebességű videó azt mutatja, hogy ezeket a speciális fogakat apró zsákmányok leszedésére használják a földről. Ahogy a Catania beszámolja: "A viselkedésből az is kiderül, hogy a fogak és a csillag integrált egységként működnek - a 11. sugarak, amelyek közvetlenül a fogak előtt helyezkednek el, szétszóródnak, miközben a fogak előrehaladnak, hogy megragadják a kis ételeket. Így a csipeszszerű fogak és a rendkívül érzékeny csillag valószínűleg együtt fejlődtek ki, hogy gyorsabban megtalálják és kezeljék a kis zsákmányt ... úgy tűnik, hogy a kis zsákmány gyors észlelésének és elfogyasztásának képessége volt a szelektív előny, amely a csillag fejlődését hajtotta . "

Hivatkozások

További irodalom

Külső linkek