物理科技生物学-PHYICA

水黾从经验中学习如何从水面安全地跳起戸田エリナ来

生物 2022-02-03 00:03:15

首尔国立大学 信用:Pixabay/CC0公共域 你可能不觉得奇怪,人类、狗或猫可以根据经验调整它们的行为

例如,当我们学滑冰的时候,我们在冰上滑行和摔倒后,我们都移动得更慢

一项新的研究表明,水黾也可以做到这一点

众所周知,水漫游者从水面向上跳跃而不打破水面

但是他们怎么能做到呢?他们怎么知道水面何时会破裂?一个由韩国、美国

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波兰发现,水黾根据频繁跳跃过程中获得的经验,通过改变腿部运动来调整跳跃行为,而这种经验上的改变取决于动物的体重

韩国和波兰的生物学家由李尚义(韩国综合动物生态学实验室)和皮奥特·雅布隆斯基(首尔国立大学行为生态学和进化实验室以及波兰科学院博物馆和动物研究所)领导,他们与美国的生物学家合作

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由林行恭(马里兰大学圣母院)和何-金英光(首尔国立大学)领导的工程师们领导,提供了一个实验证明,至少对女性水黾来说是这样

科学家们用高速视频测量了一种常见的韩国水鼩鼱——宽腹鼩鼱——的雄性和雌性跳跃行为

他们将实验中体重增加的个体(重的个体)与对照个体(轻的个体)进行了比较

在三天的时间里,一半重的和一半轻的个体被提示每天跳,在每天的几个小时里频繁地轻轻戳他们,而另一半在此期间没有经历频繁的跳跃

然后,科学家们在实验一开始和三天后测量了它们的跳跃行为,发现体重较重的雌性动物(增加了额外体重的雌性动物)改变跳跃行为的方式不同于没有额外体重的雌性动物

此外,对灯光和

只有经历过频繁跳跃的人才能发现沉重的身体

“我们观察到腿部运动速度和跳跃速度的调整——跳跃的最终结果,”该研究的第一作者明俊·贝克说

在频繁跳跃的三天中,体重较轻的女性比那些没有频繁跳跃的女性移动中腿的速度更慢

另一方面,在频繁跳跃过程中体重增加的女性移动双腿的速度更快,好像她们“知道”为了快速跳跃,她们需要“更加努力地工作”来增加体重

但是他们“小心”地进行了这些调整,这样水的表面张力就不会被破坏

男性在根据体重调整跳跃行为方面没有表现出如此明显的差异

一个问题出现了:为什么我们会看到男性和女性之间的这种差异?“在包括这一物种在内的水黾中,交配的雄性可能会骑在雌性身上几个小时甚至几天,这意味着在交配过程中,雌性除了自身在水面上的体重之外,还必须承受交配雄性的体重,”博士说

彼得·贾布隆斯基,他在过去研究过水黾的交配行为

“男性不会经历这种反复的暂时性体重增加,因此他们不需要利用他们的经验来调整他们的跳跃行为,”博士补充道

李尚义,通过整合生物学、物理学和工程学来寻求对生物现象的生态学解释

这个有趣的结果显示了动物的可塑性反应是如何根据环境条件而进化的;在这种情况下,最佳的行为调整是通过个人经验做出的

包括昆虫在内的动物通过发育或行为可塑性来调整它们的行为以适应不断变化的环境条件的例子有很多,但这项研究清楚地表明,它们不能像我们一样,通过亲身经历来调整行为

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