Waarom kan deze kleine kikker zo slecht springen?

Op het moment dat een pompoenpad de lucht in springt, lijkt alles mogelijk. Een kleine kikker, de grootte en de kleur van een honingbij BergbraambesHij heeft er geen probleem mee om zichzelf van de grond te lanceren. Maar wanneer de pompoenpad begint te rijzen, gaat er iets mis.

Het lichaam van de kikker begint te draaien en zijn ledematen zijn afgeplat als zeesterren. En dan valt hij, meedogenloos rollend totdat hij op zijn kont of hoofd landt en per ongeluk de wielen of achterkant stopt.

“Sommige mannen draaien gewoon”, deed Andre Confetti, een afgestudeerde student aan de Braziliaanse Federale Universiteit van Paraná, alsof hij zijn vinger in de lucht bewoog tijdens een Zoom-gesprek. “Sommige mannen doen” dit is voegde Confetti eraan toe, terwijl hij met zijn vingers in cirkels zwaaide als een waterrad.

“Kikkers fladderen in de lucht, in de ruimte”, zegt Amber Singh, die binnenkort een masterstudent wordt aan de San Jose State University.

De pompoenpad, die een kikker is maar geen kikker, is zo verschrikkelijk in het landen met zijn sprongen dat zijn totale incompetentie het onderwerp van wetenschappelijk onderzoek is geworden. Een team van onderzoekers uit de VS en Brazilië, waaronder Confetti en Singh, zegt dat ze een antwoord hebben: de kleine krullen zijn zo klein dat de met vloeistof gevulde kamers in hun binnenoren die hun evenwichtsfunctie enigszins ineffectief regelen, waardoor de dappere kleine hooppers worden geëlimineerd. Gedurende de levensduur van aanvaringslandingen.

De papier Bevestigt dat veel soorten pompoenpadden die tot het geslacht van kikkervisjes behoren, worden genoemd opperarmbeenHet presenteren van een “zeer ongebruikelijke sprong met ongecontroleerd landingsgedrag”, zei Tess Kondis, een onderzoeker aan de Carleton University in Canada die niet bij het onderzoek betrokken was.

Of, zoals Confetti zei: “Ze doen iets niet goed.”

Het is niet gemakkelijk om een ​​gewerveld dier zo groot als een bij te zijn. Pompoenvlechten maakten evolutionaire compromissen om zo klein te zijn, zoals het verminderen van het aantal cijfers op hun benen van vijf naar drie. Kikkers, die berucht zijn om hun vocht, drogen sneller uit als ze jong zijn, zei Rick Isner, een functionele morfoloog aan de Southern Illinois University Edwardsville en een auteur van het onderzoekspaper. Maar soms loont het om klein te zijn: “Voor een blikje pompoen is een mier een enorme maaltijd”, zei Eisner.

kikkers geëvolueerd Het vermogen om te springen voordat ze het vermogen ontwikkelen om te landen, wat betekent dat niet alle kikkers het tweede deel van het proces onder de knie hebben. Eisner deed eerder onderzoek naar een groep vergelijkbare onhandige staartkikkers, die redelijk genoeg sprongen maar belandden in een volledige gezichtstransplantatie.

Toen Marcio Bay, een onderzoeker aan de Federale Universiteit van Parana in Brazilië, en auteur van het artikel Eisners onderzoek naar de spartelende kikker ontdekte, mailde hij Eisner over pompoenschubben. Leden van het Pie Lab zijn begonnen met het verzamelen van kikkervisjes en andere miniatuurkikkers uit het wild om ze te zien springen en (proberen) te landen.

Pompoenkikkers leiden een ongrijpbaar leven. De kikkers leven en voeden zich onder gevallen bladeren in het Atlantische Woud van Brazilië, dat twee keer zo groot is, waardoor ze extreem moeilijk te bestuderen zijn. “Het zijn hele kleine, geheimzinnige wezens,” zei Condez. “De meeste van onze kennis over hun gedrag komt van zeldzame observaties in het veld.”

Het vinden van kikkers ter grootte van een insect in Brazilië is een ontmoedigende taak. Hoewel de pompoenpad zo helder is als de shito, wemelt het bladafval van neonzwammen en ander oranjekleurig leven. “Het is erg moeilijk om onder het bladafval te vangen,” zei Confetti. “Vooral voor mij, want ik ben kleurenblind.”

In plaats daarvan moesten de onderzoekers luisteren naar de roep van de kikker, die een beetje klinkt als een krekel. Terug in Pie’s lab plaatsten de onderzoekers elke kikker op een spiegel omringd door een barrière en filmden hun springinspanningen. (Sommigen moesten worden aangemoedigd met een zachte beweging van hun kleine kontje.)

Toen Eisner de beelden zag, barstte hij in lachen uit. Toen onmiddellijk het probleem bij de hand. De kikkers waren erg ver verwijderd van de kikkers met de stuiterende staart in de stamboom van de kikker, wat betekende dat het probleem niet voorouderlijk was. Dus waarom konden ze niet met één sprong landen? “Het was geen ‘Eureka’-moment,” zei Eisner. “Het was een ‘Wat is hier in vredesnaam aan de hand?’-moment.”

aan hem toegeschreven: Rick Isner

Eisner ging verder met het lezen van een groot aantal wetenschappelijke artikelen, waaronder één: Eerdere ervaring De onderzoekers verstoorden de vestibulaire systemen van rietkikkers, die meestal uitstekende hoppers zijn. Gehackte kikkers vertoonden griezelig vergelijkbare landingsproblemen als squashkikkers.

Eisner vroeg zich af of het kikkerprobleem een ​​schaal had bereikt. Gewervelde organismen kunnen zich in de wereld balanceren en oriënteren dankzij ons vestibulaire systeem: een complex systeem van met vloeistof gevulde kamers en kanalen in ons binnenoor. Door ons hoofd te bewegen, produceert de vloeistof, endolymfe genaamd, een kracht die sensorische haarcellen en signalen van ons centrale zenuwstelsel afbuigt om onze houding en beweging te beheersen. Ondanks het enorme scala aan lichaamsafmetingen van gewervelde dieren, blijft de grootte van deze kanalen redelijk constant. “Tussen een kikker en een mens of walvis veranderen ze niet zoveel als je zou verwachten,” zei Eisner.

De onderzoekers vermoedden dat het kleinere lichaam en de kleinere schedel van de pad de grootte van de halfcirkelvormige kanalen in hun binnenoor zouden kunnen beperken en zouden voorkomen dat vloeistof vrij kan stromen. “Als je een buis neemt en deze kleiner en kleiner en kleiner maakt, neemt de weerstand tegen vloeistofstroom toe,” zei Eisner.

David Blackburn, conservator herpetologie van het Florida Museum of Natural History, en Edward Stanley, een medewerker van het museum, voerden een dwarsdoorsnede-onderzoek uit van museumexemplaren van 147 soorten kikkers, waaronder de grootste (de Goliath kikker), de kleinste kikkers (“er zijn twee kikkersoorten in de race voor de kleinste kikkers”, merkte Stanley op), en pompoenkikkers. De kikkers werden in een “standaard kikkerpositie gehouden, enigszins stijf en niet erg flexibel”, zoals Stanley ze beschreef. Hij stopte geconserveerde kikkers in Ziploc-zakken vol met pinda’s en veegde ze af met zijn miljoen dollar machine. Singh leverde vervolgens 3D-modellen van de halfcirkelvormige kanalen van de kikkers van de CT-scan.

De resulterende metingen onthulden de halfcirkelvormige kanalen van opperarmbeen De mini kikkers in Bidofrine Het waren de kleinste volwassen gewervelde dieren, wat resulteerde in een verlies van motorische controle en dus chaotische landingen.

Onderzoekers hebben andere mogelijke verklaringen overwogen. Misschien gleed de drie-tenige voeten van de pompoen vlechten tijdens de eerste sprong? Of misschien waren de hangende bladeren bedoeld om op gevallen gebladerte te lijken, om roofdieren te misleiden op zoek naar een snack? De video’s lieten niet zoveel slip zien bij het opstijgen van de kikkers, schreven de onderzoekers, en de kleine vlechten bleven niet lang genoeg stil om op een blad te lijken.

CT-scans lieten ook doorschemeren dat de plexus mogelijk interne benige schilden heeft ontwikkeld om ze veiliger te maken bij een crash. “Ze lijken een rugzak te dragen die helemaal van botten is”, zei Stanley, verwijzend naar de soort pompoenpad. Brachycephalus ephippium. De pompoenpad is echter waarschijnlijk meer een dribbel dan een sprong. Eisner suggereerde dat springen hoogstwaarschijnlijk een ontsnappingsreactie is, een manier om iemand haastig uit een gevaarlijke situatie te krijgen. Het gezegde luidt dat gekneusd zijn beter is dan opgegeten worden. Bovendien: “Je hoeft je geen zorgen te maken over het breken van botten als je zo groot bent als een huisvlieg”, voegde Eisner eraan toe.

Levende pompoenvlechten in Brazilië atlantisch bos, Het is een van de biologisch meest diverse plekken op aarde. “Elke berg in Zuid-Brazilië heeft het potentieel om een ​​nieuw soort opperarmbeenzei Snoepjes. “We weten niet hoeveel opperarmbeen We hebben het in onze achtertuin.”

Maar 85 procent van het gebied is ontbost en wat overblijft is zeer gefragmenteerd. “Ik vraag me af hoeveel van deze soorten we ooit zullen weten, omdat ze al verdwenen zijn,” zei Eisner.

Misschien is de afhaalmaaltijd van Toad Pumpkin dat niet alles verbeterd hoeft te worden. Alleen omdat je ergens slecht in bent, wil nog niet zeggen dat je het niet moet doen, vooral niet als je een geheime skeletrugzak en giftige klieren hebt. Zelfs als de kleine sprong van een pompoenpad het equivalent is van een locomotief paard tekenenDit betekent niet dat hij niet naar believen mag lopen of springen of struikelen in het vochtige strooisel van bladeren in een verdwijnend bos. Elke soort zou het recht moeten hebben om spectaculair te falen, maar op zijn eigen voorwaarden.

aan hem toegeschreven: Rick Isner