Πληροφορίες

Πώς μπορώ να μετρήσω την καμπυλότητα του ράμφους του πουλιού στο γήπεδο;

Πώς μπορώ να μετρήσω την καμπυλότητα του ράμφους του πουλιού στο γήπεδο;


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

Αναρωτιέμαι αν υπάρχει ένα τυπικό εργαλείο για τη μέτρηση της καμπυλότητας του ράμφους του πουλιού.

Φαίνεται ότι ένα σφαιρόμετρο δεν θα λειτουργούσε γιατί τα ράμφη που μετράω δεν είναι κυκλικά αλλά πιο παραβολικά.

Υποθέτω κάτι τέτοιο:

Νομίζω ότι αυτό μπορεί να είναι πρόβλημα εάν τα πουλιά σας έχουν διαφορετικό μήκος ράμφους.

Τι νομίζετε;


Για να πείτε το φύλο ενός πιγκουίνου Gal ápagos, μετρήστε το ράμφος του, λένε οι ερευνητές

Αποδεικνύεται ότι για να πείτε το φύλο ενός πιγκουίνου Galápagos, το μόνο που χρειάζεστε είναι ένας χάρακας.

Σε ένα άρθρο που δημοσιεύτηκε στις 5 Απριλίου στο περιοδικό Έρευνα για είδη υπό εξαφάνιση, επιστήμονες στο Πανεπιστήμιο της Ουάσιγκτον ανακοίνωσαν ότι, για έναν πιγκουίνο Galápagos, το μέγεθος του ράμφους είναι σχεδόν ένας τέλειος δείκτης για το αν ένα πουλί είναι αρσενικό ή θηλυκό. Οπλισμένοι με αυτή τη γνώση, οι ερευνητές θα μπορούσαν να προσδιορίσουν το φύλο ενός πουλιού γρήγορα και με ακρίβεια στη φύση χωρίς να πάρουν δείγμα αίματος - επιταχύνοντας τις επιτόπιες μελέτες αυτού του ασυνήθιστου και απειλούμενου θαλασσοπούλου.

«Για τους πιγκουίνους Galápagos, θέλαμε πραγματικά να καταλάβουμε εάν υπήρχε ένας απλός «κανόνας» που θα μπορούσαμε να χρησιμοποιήσουμε για να καθορίσουμε το φύλο -- ένα σημάδι που θα ήταν γρήγορο και αξιόπιστο», δήλωσε η επικεφαλής συγγραφέας Caroline Cappello, φοιτήτρια διδακτορικού στη βιολογία του UW. Το

Οι πιγκουίνοι Gal ápagos είναι οι μόνοι πιγκουίνοι που ζουν σε ισημερινή περιοχή. Όπως όλα τα είδη πιγκουίνων και τα περισσότερα πτηνά, δεν έχουν εξωτερικά γεννητικά όργανα. Επιπλέον, αρσενικοί και θηλυκοί πιγκουίνοι Gal ápagos μοιάζουν μεταξύ τους και οι δύο μοιράζονται γονικά καθήκοντα, επωάζοντας αυγά και μεγαλώνοντας τους απογόνους. Τα αρσενικά τείνουν να είναι ελαφρώς μεγαλύτερα από τα θηλυκά, αλλά η διαφορά είναι μικρή. Διατίθεται ένα τεστ DNA για τον προσδιορισμό του φύλου ενός πιγκουίνου Gal ápagos, αλλά αυτό απαιτεί τη λήψη δείγματος αίματος από κάθε άτομο-μια επεμβατική και χρονοβόρα διαδικασία.

"Ελπίζαμε να βρούμε ένα φυσικό χαρακτηριστικό για να καθορίσουμε το φύλο σε πιγκουίνους Gal ápagos που θα ήταν απλό να μετρηθούν στο πεδίο", δήλωσε ο Cappello. «Βρίσκοντας ένα τέτοιο χαρακτηριστικό για το φύλο, θα μπορούσαμε να το χρησιμοποιήσουμε στις επιτόπιες μελέτες μας για το αν οι μεταβαλλόμενες κλιματολογικές συνθήκες επηρεάζουν διαφορετικά τους αρσενικούς και τους θηλυκούς πιγκουίνους Galápagos».

Για να αναζητήσετε ένα φυσικό σημάδι σεξ, από το 2010 έως το 2014 ο ανώτερος συγγραφέας και καθηγητής βιολογίας UW P. Dee Boersma συγκέντρωσε μετρήσεις σώματος από 61 ενήλικες πιγκουίνους Gal ápagos στην άγρια ​​φύση - συμπεριλαμβανομένου του μεγέθους του κεφαλιού, του μήκους του πτερυγίου, του ενάμισι ποδιού. -δεκάδες μετρήσεις του ράμφους και των γύρω φτερών του. Ο Boersma έλαβε επίσης δείγματα αίματος από κάθε πιγκουίνο και τα έστειλε στην Patty Parker, καθηγήτρια στο Πανεπιστήμιο του Missouri-St. Louis, για τον προσδιορισμό του φύλου κάθε ενήλικα χρησιμοποιώντας το τεστ DNA.

Ο Cappello συνδύασε τις μετρήσεις μεγέθους σώματος και τα αποτελέσματα των τεστ DNA σε μια στατιστική ανάλυση για την αναζήτηση φυσικών χαρακτηριστικών που συσχετίζονται με το φύλο του πουλιού. Διαπίστωσε ότι τα αρσενικά είχαν ελαφρώς παχύτερα ράμφη - μετρημένα από πάνω προς τα κάτω - σε σύγκριση με τα θηλυκά. Χρησιμοποιώντας μόνο το μέγεθος του ράμφους, ο Cappello θα μπορούσε να προσδιορίσει σωστά το φύλο πάνω από το 95 τοις εκατό των πιγκουίνων που μελετούσαν. Αυτό έχει αναφερθεί για πολλά άλλα είδη πιγκουίνων, αλλά οι Cappello και Boersma είναι οι πρώτοι που το δοκίμασαν με γενετική ανάλυση για τον πιγκουίνο Gal ápagos.

Αυτή η γνώση θα βοηθήσει την ομάδα του UW να μελετήσει πιγκουίνους Gal ápagos σε αυτό που ο Boersma αποκάλεσε «προβλέψιμα απρόβλεπτο» μέρος. Απέναντι από τον ισημερινό, τα νησιά Gal ápagos είναι τέλεια τοποθετημένα για να επωφεληθούν από την άνοδο των ρευμάτων του Ειρηνικού Ωκεανού. Αυτή η άνοδος φέρνει συνήθως θρεπτικά συστατικά που υποστηρίζουν ψάρια μικρής ηλικίας στα νησιά για να γλεντήσουν οι πιγκουίνοι και άλλα θαλάσσια ζώα, δήλωσε ο Boersma, ο οποίος μελετά πιγκουίνους Gal ápagos για περισσότερες από τέσσερις δεκαετίες.

Αλλά τα γεγονότα του El Ni ño μπορούν να διαταράξουν αυτά τα ρεύματα και να καταρρεύσουν τον ιστό τροφίμων Gal ápagos, οδηγώντας σε πείνα. Αυτό επιβαρύνει τον πληθυσμό των πιγκουίνων, ο οποίος αριθμεί μεταξύ 1.500 και 4.700 ατόμων. Σύμφωνα με την έρευνα του Boersma, σε ιδιαίτερα αδύνατα χρόνια El Niño, οι πιγκουίνοι Galápagos μπορούν ακόμη και να σταματήσουν να αναπαράγονται εντελώς. Η κλιματική αλλαγή αναμένεται να αυξήσει την εμφάνιση των συνθηκών El Ni ño και των ακραίων καιρικών φαινομένων.

Άλλες προκαταρκτικές μελέτες έχουν δείξει ότι οι αρσενικοί πιγκουίνοι Galápagos είναι πιο πιθανό να επιβιώσουν σε ακραίες περιβαλλοντικές συνθήκες σε σύγκριση με τα θηλυκά. Οι επιστήμονες δεν γνωρίζουν γιατί, και οι μελέτες για την επιβίωση που σχετίζεται με το φύλο κατά τη διάρκεια των Ελ Νι ño χρόνια παρεμποδίστηκαν επειδή οι ερευνητές δεν είχαν εύκολο τρόπο να προσδιορίσουν το φύλο των μεμονωμένων πιγκουίνων-δηλαδή, μέχρι τώρα.

«Τώρα μπορούμε να αρχίσουμε να εξετάζουμε αν η κλιματική αλλαγή θα επηρεάσει διαφορετικά τους αρσενικούς και τους θηλυκούς πιγκουίνους Galápagos και τι είδους πίεση θα μπορούσε να ασκήσει αυτό στην ικανότητά τους να επιβιώνουν ως είδος», είπε ο Cappello.

Η έρευνα διεξήχθη σε συνεργασία με το Εθνικό Πάρκο Galápagos και χρηματοδοτήθηκε από το Ίδρυμα David and Lucile Packard, το Galápagos Conservancy, το Disney Conservation Fund, το National Geographic Society, το Leiden Conservation Foundation, το Detroit Zoological Society, ο ζωολογικός κήπος του Σακραμέντο και η έδρα του Wadsworth στην Επιστήμη της Διατήρησης στο UW.

Για περισσότερες πληροφορίες, επικοινωνήστε με τον Cappello στη διεύθυνση [email protected]

Αριθμοί αδειών Εθνικού Πάρκου Galápagos: PC-47-10 έως PC-61-16.

Αποποίηση ευθυνών: AAAS και EurekAlert! δεν είναι υπεύθυνοι για την ακρίβεια των δελτίων ειδήσεων που δημοσιεύονται στο EurekAlert! από τα ιδρύματα που συνεισφέρουν ή για τη χρήση οποιασδήποτε πληροφορίας μέσω του συστήματος EurekAlert.


Αφηρημένη

Η γεωμετρία των νυχιών του πεντάλ μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την πρόβλεψη της συμπεριφοράς σε σωζόμενα τετράποδα και έχει χρησιμοποιηθεί συχνά ως δείκτης του τρόπου ζωής και της οικολογίας σε μεσοζωικά πουλιά και άλλα απολιθωμένα ερπετά, μερικές φορές χωρίς την αναγνώριση της προειδοποίησης ότι τα δεδομένα από άλλες πτυχές της μορφολογίας και των αναλογιών χρειάζονται επίσης θεωρείται. Η διακύμανση των στυλ μέτρησης (εσωτερικές και εξωτερικές γωνίες καμπυλότητας των νυχιών) έχει καταστήσει δύσκολη τη σύγκριση των αποτελεσμάτων μεταξύ των μελετών, όπως και οι υπεραπλουστευμένες οικολογικές κατηγορίες. Επιδιώξαμε να αυξήσουμε το μέγεθος του δείγματος σε μια νέα ανάλυση που επινοήθηκε για να δοκιμάσει τη γεωμετρία των νυχιών έναντι της οικολογικής θέσης. Βρήκαμε ότι τα taxa από διαφορετικές κατηγορίες συμπεριφοράς αλληλεπικαλύπτονταν εκτενώς στη γεωμετρία των νυχιών. Ενώ τα περισσότερα taxa σχεδιάστηκαν όπως είχε προβλεφθεί, ορισμένα ορυκτά taxa ανακτήθηκαν σε απροσδόκητες θέσεις. Οι καμπύλες των εσωτερικών και εξωτερικών νυχιών συσχετίστηκαν στατιστικά και αμφότερες συσχετίστηκαν με τη σχετική στιβαρότητα των νυχιών (ύψος νυχιού μεσαίου σημείου). Διορθώσαμε τη μάζα και τη φυλογένεση, καθώς και τα δύο πιθανότατα επηρεάζουν τη μορφολογία των νυχιών. Συμπεραίνουμε ότι δεν υπάρχει ισχυρή ειδική μάζα επίδραση στην καμπυλότητα των νυχιών επιπλέον, οι συσχετίσεις μεταξύ της γεωμετρίας των νυχιών και της συμπεριφοράς είναι συνεπείς σε διαφορετικές πλευρές. Χρησιμοποιώντας ανεξάρτητες αντιθέσεις για τη διόρθωση της φυλογένεσης, βρήκαμε μικρή σημαντική σχέση μεταξύ της γεωμετρίας των νυχιών και της συμπεριφοράς. Τα νύχια «εδάφους» είναι λιγότερο κυρτά και σχετικά ραχιαία βαθιά σε σχέση με εκείνα άλλων κατηγοριών συμπεριφοράς πέρα ​​από αυτό, είναι δύσκολο να αποδοθεί μια ρητή κατηγορία σε ένα νύχι που βασίζεται καθαρά στη γεωμετρία.

Παραπομπή: Birn-Jeffery AV, Miller CE, Naish D, Rayfield EJ, Hone DWE (2012) Pedal Claw Curvature in Birds, Lizards and Mesozoic Dinosaurs – Complicated Categories and Compensating for Mass-Specific and Phylogenetic Control. PLoS ONE 7(12): e50555. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0050555

Συντάκτης: Peter Dodson, Πανεπιστήμιο της Πενσυλβάνια, Ηνωμένες Πολιτείες της Αμερικής

Έλαβε: 23 Ιουλίου 2012 Αποδεκτό: 25 Οκτωβρίου 2012 Που δημοσιεύθηκε: 5 Δεκεμβρίου 2012

Πνευματική ιδιοκτησία: © 2012 Birn-Jeffery et al. Αυτό είναι ένα άρθρο ανοιχτής πρόσβασης που διανέμεται υπό τους όρους της άδειας απόδοσης Creative Commons, το οποίο επιτρέπει απεριόριστη χρήση, διανομή και αναπαραγωγή σε οποιοδήποτε μέσο, ​​υπό τον όρο ότι ο αρχικός συγγραφέας και η πηγή πιστώνονται.

Χρηματοδότηση: Οι συγγραφείς δεν έχουν χρηματοδότηση ή υποστήριξη για αναφορά.

Ανταγωνιστικά ενδιαφέροντα: Οι συγγραφείς δήλωσαν ότι δεν υπάρχουν ανταγωνιστικά ενδιαφέροντα.


Στην ανάπτυξη των πουλιών ', οι ερευνητές διαπιστώνουν ποικιλομορφία

Μεγαλύτερα ταυροβόλα Αντίλλων (Loxigilla violacea) χρησιμοποιήστε τα βαθιά και φαρδιά ράμφη τους για να συνθλίψετε τους σπόρους και τα σκληρά φρούτα. Οι ερευνητές του Χάρβαρντ ανακάλυψαν ότι τα μοριακά σήματα που παράγουν μια σειρά από σχήματα ράμφους στα πουλιά παρουσιάζουν ακόμη μεγαλύτερη ποικιλία από ό,τι φαίνεται στην επιφάνεια. (Φωτογραφία από τον José M. Pantaleón.)

Cambridge, Mass. - 24 Σεπτεμβρίου 2012 - Είναι από καιρό γνωστό ότι η ποικιλία της μορφής και της λειτουργίας στα εξειδικευμένα ράμφη των πτηνών είναι άφθονη. Ο Κάρολος Δαρβίνος μελέτησε περίφημα τους σπίνους στα νησιά Γκαλαπάγκος, συνδέοντας τη μορφολογία (σχήμα) των ράμφων διαφόρων ειδών με τους τύπους σπόρων που έτρωγαν. Το 2010, μια ομάδα βιολόγων του Χάρβαρντ και εφαρμοσμένων μαθηματικών έδειξαν ότι οι πτερύγια του Δαρβίνου μοιράστηκαν στην πραγματικότητα τα ίδια αναπτυξιακά μονοπάτια, χρησιμοποιώντας τα ίδια γονιδιακά προϊόντα, ελέγχοντας το μέγεθος και την καμπυλότητα, για να δημιουργήσουν 14 πολύ διαφορετικά ράμφη.

Τώρα, επεκτείνοντας αυτό το έργο σε μια λιγότερο συγγενική ομάδα πτηνών, τα ταυροπούλια της Καραϊβικής, η ίδια ομάδα στο Χάρβαρντ ανακάλυψε κάτι συναρπαστικό - δηλαδή, ότι τα μοριακά σήματα που παράγουν αυτά τα σχήματα ράμφους δείχνουν ακόμη μεγαλύτερη παραλλαγή από ό, τι φαίνεται στην επιφάνεια. Όχι μόνο δύο πολύ διαφορετικά ράμφη μπορούν να μοιράζονται την ίδια αναπτυξιακή οδό, όπως στους σπίνους του Δαρβίνου, αλλά δύο πολύ διαφορετικά αναπτυξιακά μονοπάτια μπορούν να παράγουν ακριβώς το ίδιο σχήμα ράμφους.

"Οι περισσότεροι άνθρωποι υποθέτουν ότι υπάρχει αυτή η ροή πληροφοριών από τα γονίδια για ανάπτυξη σε μια αναπόφευκτη μορφολογία", λέει ο κύριος ερευνητής Arhat Abzhanov, Αναπληρωτής Καθηγητής Οργανικής και Εξελικτικής Βιολογίας (OEB). "Αυτά τα ράμφη είναι πολύ προσαρμόσιμα στο σχήμα και το μέγεθός τους, και εξαιρετικά σημαντικά για αυτά τα πουλιά. Στους σπίνους του Δαρβίνου, ακόμη και ένα χιλιοστό διαφοράς σε αναλογία ή μέγεθος μπορεί να σημαίνει ζωή ή θάνατο σε δύσκολες στιγμές. Αλλά μπορούμε να το δούμε από ένα προοπτική της βιομηχανικής και πείτε ότι για να δημιουργήσετε το ίδιο ακριβώς μορφολογικό σχήμα, χρειάζεστε πραγματικά την ίδια αναπτυξιακή διαδικασία για να το φτιάξετε; Η τελευταία μας έρευνα δεν υποδεικνύει."

Οι ταυροβόλοι της Καραϊβικής, γεωγραφικοί και γενετικοί γείτονες με τους σπίνους του Δαρβίνου, είναι μια ομάδα τριών ειδών με παρόμοια εμφάνιση που αντιπροσωπεύουν δύο διαφορετικούς κλάδους του εξελικτικού δέντρου. Αυτοί οι σαρκοφάγοι έχουν πολύ δυνατούς λογαριασμούς που έχουν όλα ακριβώς το ίδιο γεωμετρικό σχήμα αλλά ελαφρώς διαφορετικά μεγέθη.

"Ειδικεύονται σε σπόρους που κανείς άλλος δεν μπορεί να αγγίξει", εξηγεί ο Abzhanov. "Θα χρειαζόσασταν πραγματικά μια πένσα για να σπάσετε μόνοι σας αυτούς τους σπόρους, χρειάζονται 300 έως 400 Νιούτον δύναμη, οπότε αυτή είναι μια πολύ ωραία θέση αν μπορείτε να το κάνετε αυτό. Αλλά το ερώτημα είναι, ποιες αναπτυξιακές αλλαγές πρέπει να έχουν συμβεί για να παραχθεί ένα εξειδικευμένο ράμφος έτσι; »

Μια νέα και εξαιρετικά αυστηρή γονιδιωματική ανάλυση από τον συγγραφέα Kevin J. Burns, βιολόγο στο Πανεπιστήμιο του Σαν Ντιέγκο, έδειξε ότι μεταξύ των τριών ειδών ταύρου της Καραϊβικής, αυτός ο τύπος ράμφους εξελίχθηκε στην πραγματικότητα δύο φορές, ανεξάρτητα. Η συγκλίνουσα εξέλιξη όπως αυτή είναι κοινή στη φύση και πολύ οικεία στους βιολόγους. Αλλά η κατανόηση ότι η φυλογένεση επέτρεψε στον Abzhanov, τον κύριο συγγραφέα Ricardo Mallarino (πρώην διδακτορικό στην ΟΕΒ στο Graduate School of Arts and Sciences) και συναδέλφους του στα εφαρμοσμένα μαθηματικά στη Σχολή Μηχανικών και Εφαρμοσμένων Επιστημών του Χάρβαρντ (SEAS). μια σειρά μαθηματικών και μορφογενετικών μελετών που δείχνουν ότι τα πουλιά σχηματίζουν τα ίδια ράμφη με εντελώς διαφορετικούς τρόπους. Τέτοιες μελέτες πρέπει, από τη φύση τους, να εκτελούνται νωρίς στο εμβρυϊκό στάδιο της ανάπτυξης των πτηνών, όταν το σχήμα και η δομή των ιστών του ράμφους καθορίζονται από τις αλληλεπιδράσεις διαφόρων γονιδίων και πρωτεϊνών.

Μια σύγκριση των προγραμμάτων ανάπτυξης του ράμφους και των πιθανών σχημάτων του ράμφους αποκαλύπτει έναν υψηλό βαθμό ευελιξίας στη σχέση τους. Οι σπίνες του Δαρβίνου (Γεωσπίζα, κάτω αριστερά) και το Μικρό Antillean Bullfinch ("μικρό ταύρο") χρησιμοποιούν παρόμοιους πληθυσμούς κυττάρων και γονίδια για να δημιουργήσουν πολύ διαφορετικά σχήματα ράμφους, ενώ τα μεγαλύτερα είδη ταυροβόλων Καραϊβικής χρησιμοποιούν έναν νέο συνδυασμό δύο μορίων σηματοδότησης για να χτίσουν ένα ράμφος πανομοιότυπο σε σχήμα. στη μικρότερη ταύρο. (Η εικόνα προσφέρθηκε από τον Ricardo Mallarino.)

"Στη μικρή ταύρα έχετε σχεδόν ένα πυραυλικό σύστημα δύο σταδίων", λέει ο Abzhanov. "Ο χόνδρος σε πηγαίνει στα μισά του δρόμου, και στη συνέχεια το κόκκαλο μπαίνει και μεταφέρει το ράμφος στο σωστό σχήμα. Χωρίς κανένα στάδιο, θα αποτύχεις. Στις μεγαλύτερες αγκίστριες, ο χόνδρος δεν χρησιμοποιείται καν, οπότε είναι σαν πύραυλος ενός σταδίου, αλλά έχει αυτή την ενεργειακή, συνεργιστική αλληλεπίδραση μεταξύ δύο μορίων που παίρνει το οστό και οδηγεί την ανάπτυξή του κατευθείαν στο σωστό σχήμα ».

Σε έμβρυα του μικρού ταύρου, Loxigilla noctis, τα γονίδια ελέγχου που χρησιμοποιούνται είναι Bmp4 και Εκκεντρο, ακολουθούμενη από TGFβIIr, β-κατενίνη, και Dkk3, ο ίδιος συνδυασμός που χρησιμοποιήθηκε στους σπίνους του Δαρβίνου. Έμβρυα των μεγαλύτερων ταυροκάρδιων, L. violacea και L. portoricensis, χρησιμοποιήστε έναν νέο συνδυασμό μόνο Bmp4 και Εεεε.

«Είναι σημαντικό», λέει ο Abzhanov, «παρά το γεγονός ότι αυτά τα πουλιά χρησιμοποιούν διαφορετικά συστήματα, καταλήγουν με το ίδιο σχήμα ράμφους και ένα διαφορετικό σχήμα από τους σπίνους του Δαρβίνου. Αυτό αποκαλύπτει μια εκπληκτική ευελιξία τόσο στα σχήματα όσο και στα τις μοριακές αλληλεπιδράσεις που τις υποστηρίζουν».

Το εύρημα προσφέρει νέα εικόνα για τους τρόπους με τους οποίους τα πτηνά - η μεγαλύτερη και πιο ποικίλη ομάδα σπονδυλωτών της γης - κατάφεραν να καλύψουν προσαρμοστικά τόσες πολλές διαφορετικές οικολογικές θέσεις.

«Είναι πιθανό ότι ακόμα κι αν το σχήμα του ράμφους δεν αλλάξει με την πάροδο του χρόνου, το πρόγραμμα που το κατασκευάζει να αλλάξει», εξηγεί ο Abzhanov. "Για την εξέλιξη, το κύριο πράγμα που έχει σημασία για την επιλογή είναι πώς μοιάζει πραγματικά το ράμφος στο τέλος, ή συγκεκριμένα τι μπορεί να κάνει. Οι πολλαπλοί τρόποι για να χτίσετε αυτό το ράμφος μπορούν να αλλάζουν συνεχώς, υπό την προϋπόθεση ότι δίνουν τα ίδια αποτελέσματα. Αυτή η ευελιξία από μόνο του θα μπορούσε να είναι ένα καλό όχημα για την τελική ανάπτυξη νέων σχημάτων, επειδή το αναπτυξιακό πρόγραμμα δεν έχει παγώσει ».

Μετά από μια τυπική διαδικασία στις μελέτες αναπτυξιακής βιολογίας, η ομάδα του Abzhanov ξεκίνησε με μετρήσεις των μορφολογικών διαφορών μεταξύ των ειδών, ακολουθούμενες από παρατηρήσεις της γονιδιακής έκφρασης σε έμβρυα ταύρου και λειτουργικά πειράματα με χρήση εμβρύων κοτόπουλου. Στην πορεία, τα μαθηματικά μοντέλα βοήθησαν την ομάδα να ποσοτικοποιήσει και να κατηγοριοποιήσει τα σχήματα του ράμφους που έβλεπε.

"Χρησιμοποιήσαμε γεωμετρική μορφομετρική ανάλυση, κοιτάζοντας αυτά τα ράμφη ως καμπύλες", λέει ο συγγραφέας Μάικλ Μπρένερ, Glover καθηγητής εφαρμοσμένων μαθηματικών και εφαρμοσμένης φυσικής στο SEAS και καθηγητής του Κολλεγίου Χάρβαρντ. "Τα σχήματα του ράμφους μετατρέπονται σε εσωτερικά περιγράμματα, τα περιγράμματα ψηφιοποιούνται σε καμπυλότητες και οι καμπυλότητες μετατρέπονται σε αντιπροσωπευτικούς μαθηματικούς τύπους. Αυτό παρείχε στους συναδέλφους μας στη βιολογία έναν αμερόληπτο τρόπο να προσδιορίσουν ποια από τα διαφορετικά είδη είχαν σχήματα ράμφους που ήταν πανομοιότυπα έως και την κλιμάκωση των μετασχηματισμών και που ήταν σε μια εντελώς διαφορετική ομάδα».

Προκειμένου να παρατηρηθεί η γονιδιακή έκφραση στα αναπτυσσόμενα έμβρυα σαράκι, ο Mallarino και μια ομάδα προπτυχιακών βοηθών πεδίου έπρεπε να συλλέξουν αυγά από άγριες φωλιές στη Δομινικανή Δημοκρατία, στα Μπαρμπάντος και στο Πουέρτο Ρίκο. Τα πουλιά αναπαράγονται σε φωλιές σε σχήμα θόλου με μικρές πλευρικές εισόδους, συχνά στις κορυφές ψηλών κάκτων. Σύμφωνα με τους αυστηρούς κανονισμούς για την επιτόπια εργασία, η ομάδα του Mallarino μάζευε μόνο κάθε τρίτο ωάριο, το οποίο απαιτούσε από αυτούς να επιστρέφουν στις φωλιές καθημερινά, ανεβαίνοντας δεκάδες δέντρα και κάκτους για να επισημάνουν προσεκτικά κάθε νέο αυγό. Λάντεν με ραδιόφωνα, σημειωματάρια, μαρκαδόρους, βαριές σκάλες και ειδικό αφρώδες κιβώτιο για τα ευαίσθητα αυγά, η ομάδα βγήκε σε απομακρυσμένα χωράφια την αυγή και επέστρεψε στο στρατόπεδο πριν από το μεσημέρι για να επωάσει αυτά που μάζεψαν.

"Είναι πολύ πιο εύθραυστα από ένα αυγό κοτόπουλου και εξαιρετικά μικρά", λέει ο Mallarino. «Περπατάμε πολύ προσεκτικά».

«Είναι μια μεγάλη υλικοτεχνική επιχείρηση», προσθέτει. "Είναι πέντε μήνες πραγματικά, πολύ σκληρής δουλειάς κάτω από τον ήλιο σε τρελές συνθήκες, αλλά όταν λειτουργεί είναι πραγματικά ικανοποιητικό. Την 6η ή 7η ημέρα έχετε ένα τέλειο, ζωντανό έμβρυο με ένα ράμφος που αρχίζει να σχηματίζεται και μπορείτε να μάθετε τόσα πολλά σχετικά με αυτό."

Το επόμενο βήμα σε αυτή την εργασία είναι η διεύρυνση του φακού για άλλη μια φορά και η σύγκριση της μορφολογικής ανάπτυξης μιας ευρύτερης ομάδας πουλιών.

"Με τον καιρό, ελπίζουμε ότι θα δούμε πώς η μεγάλη ποικιλία που βλέπετε ανάμεσα σε όλα αυτά τα εξαιρετικά προσαρμόσιμα ράμφη πτηνών μπορεί να εξελιχθεί πραγματικά σε γενετικό επίπεδο", λέει ο Mallarino. «Αυτή είναι η μεγαλύτερη πρόκληση».

Εκτός από τον Abzhanov, τον Mallarino και τον Brenner, στους συναδέλφους συγκαταλέγεται ο Otger Campàs, πρώην μεταδιδακτορικός συνεργάτης στη Σχολή Μηχανικών και Εφαρμοσμένων Επιστημών (SEAS) Joerg A. Fritz, μεταπτυχιακός φοιτητής στα εφαρμοσμένα μαθηματικά στο SEAS και η Olivia G. Weeks, μεταπτυχιακός φοιτητής οργανικής και εξελικτικής βιολογίας στο Μεταπτυχιακό Σχολείο Τεχνών και Επιστημών.

Αυτή η εργασία υποστηρίχθηκε από διάφορες επιχορηγήσεις από το Εθνικό Ίδρυμα Επιστημών, καθώς και από το Ινστιτούτο Kavli για την Επιστήμη και Τεχνολογία Bionano στο Χάρβαρντ και τα Εθνικά Ινστιτούτα Υγείας.


Η Evolution συντονίζει τα πουλιά για να ταιριάζει στο λογαριασμό

Ένα φασματογράφημα που δείχνει το τραγούδι του White-plumed Honeyeater. Πίστωση: Ινστιτούτο Επιστήμης και Τεχνολογίας της Οκινάουα

Από τα τουκάν μέχρι τα κολιμπρί, τα διαφορετικά σχήματα και μεγέθη των ράμφων πουλιών δείχνουν εξέλιξη σε δράση.

Τα ράμφη είναι ευέλικτα, επιτρέποντας στα πουλιά να τρώνε, να ρυθμίζουν τη θερμοκρασία τους και να τραγουδούν αυτές οι λειτουργίες επιβίωσης βοηθούν στον προσδιορισμό του μήκους και του μεγέθους του ράμφους. Παρά την πολυπλοκότητα των ράμφων, οι περισσότερες εξελικτικές μελέτες έχουν επικεντρωθεί αποκλειστικά σε μία μόνο λειτουργία, όπως η θερμορύθμιση, και όχι στο πώς μια συμβολή πολλών συναρτήσεων επηρεάζει το σχήμα του ράμφους.

Χρησιμοποιώντας παρατηρήσεις συμπεριφοράς, μορφολογικές μετρήσεις και μαθηματικές αναλύσεις, ερευνητές στη Μονάδα Βιοποικιλότητας και Βιοπολυπλοκότητας στο Πανεπιστήμιο Επιστήμης και Τεχνολογίας της Οκινάουα (OIST), σε ένα έργο συνεργασίας με ένα εργαστήριο στην Τσεχική Δημοκρατία, ανακάλυψαν ότι το σχήμα του ράμφους είναι ένας συμβιβασμός μεταξύ των πολλών λειτουργιών του - μια πολύτιμη εικόνα των λεπτών διαδικασιών που οδηγούν την εξέλιξη.

Επιπλέον, η μορφολογία του ράμφους επηρεάζει τα τραγούδια που παράγουν τα πουλιά, γεγονός που επηρεάζει τις πρακτικές ζευγαρώματος και επικοινωνίας αυτών των ζώων. Τα ευρήματα των επιστημόνων, που δημοσιεύτηκαν στο Πρακτικά της Βασιλικής Εταιρείας Β, μπορεί επίσης να ρίξει φως στο πώς εξελίσσονται τα πουλιά στις μέρες μας ως απάντηση στην αυξανόμενη αστικοποίηση και την κλιματική αλλαγή.

Προσαρμογή στο περιβάλλον

"Υπάρχει κάτι ευρέως γνωστό στη βιολογία που ονομάζεται κανόνας του Άλεν, τείνετε να βρείτε ζώα με μεγαλύτερα άκρα σε θερμότερες περιοχές και ζώα με μικρότερα άκρα σε ψυχρότερες περιοχές", δήλωσε ο Δρ Νίκολας Φρίντμαν, μεταδιδακτορικός ερευνητής στη Μονάδα Βιοποικιλότητας και Βιοσυμπλοκοποίησης. «Τα πουλιά με πραγματικά μεγάλα ράμφη τείνουν να ζουν στις τροπικές περιοχές και αυτά με μικρά ράμφη τείνουν να ζουν σε ψυχρές περιοχές».

Για να δουν τον κανόνα του Άλεν σε δράση, οι ερευνητές μέτρησαν τις μέσες ελάχιστες χειμερινές θερμοκρασίες και τις μέγιστες θερινές θερμοκρασίες που υπέστησαν διαφορετικά είδη αυστραλιανών πτηνών μελισσοκόμων. Οι επιστήμονες μελέτησαν τους μελισσοκόμους λόγω της μορφολογικής και γεωγραφικής τους ποικιλίας και αφθονίας σε όλη την Αυστραλία.

Οι επιστήμονες μελέτησαν επίσης την εξέλιξη του ράμφους σε σχέση με τη συμπεριφορά αναζήτησης τροφής. Ο Φρίντμαν και οι συνάδελφοί του χρησιμοποίησαν περίπου 10.000 παρατηρήσεις πεδίου της δραστηριότητας χορτονομής σε 74 είδη αυστραλιανών μελισσοφόρων που εξαπλώθηκαν σε όλη την Αυστραλία, που συνέταξε ο συν-συγγραφέας Έλιοτ Μίλερ.

Ο Φρίντμαν τράβηξε επίσης φωτογραφίες 525 δειγμάτων πουλιών από ένα μουσείο φυσικής ιστορίας στο Λονδίνο. Στο OIST, ψηφιοποίησε τις εικόνες για να μελετήσει λεπτομερώς τη μορφολογία του ράμφους.

Επιπλέον, οι επιστήμονες άκουσαν εκατοντάδες τραγούδια πουλιών και μέτρησαν τις συχνότητες και τις ταχύτητές τους.

Αφού έλαβαν αυτά τα δεδομένα, οι ερευνητές χαρτογράφησαν διαφορετικές λειτουργίες για καμπυλότητα και βάθος ράμφους, συμπεριλαμβανομένου του νέκταρ που τρώγεται και τις θερμοκρασίες του καλοκαιριού και του χειμώνα που επέζησαν.

Διαμόρφωση καλύτερης κατανόησης της εξέλιξης

Μετά από περαιτέρω ανάλυση, οι επιστήμονες διαπίστωσαν ότι η οικολογία αναζήτησης τροφίμων είχε μεγαλύτερη επίδραση στο σχήμα του ράμφους (καμπύλο έναντι ίσου), ενώ το κλίμα είχε εξίσου μεγάλη επίδραση στο μέγεθος του ράμφους. Το σχήμα και το μέγεθος ενός ράμφους επηρεάζει επίσης το τραγούδι που παράγεται - ένα μεγαλύτερο ράμφος σημαίνει ένα πιο αργό, βαθύτερο τραγούδι.

"Συνεπώς, αυτό το έγγραφο συνδέει τρία πράγματα: θερμορύθμιση/Κανόνας Άλεν, συμπεριφορά αναζήτησης τροφής και συμπεριφορά τραγουδιού μαζί μέσω του ράμφους. Μπορούμε τότε να καταλάβουμε καλύτερα πώς αυτό επηρεάζει τη συμπεριφορά ζευγαρώματος και επικοινωνίας", δήλωσε ο Friedman.

Τα ευρήματα του Friedman έχουν επίσης πολύτιμες επιπτώσεις για το μέλλον. Οι άνθρωποι είχαν μεγάλη επίδραση στο περιβάλλον τα τελευταία χρόνια και ο Friedman ενδιαφέρεται να μελετήσει πώς θα εξελιχθούν τα ζώα ως απάντηση στην κλιματική αλλαγή και την αστικοποίηση.

"Έχουμε ήδη δει πουλιά να αλλάζουν τραγούδι ως απάντηση στην ηχορύπανση και έχουμε δει αλλαγές στο μέγεθος του ράμφους και στο μέγεθος του σώματος λόγω του κλίματος", δήλωσε ο Friedman. «Αυτά τα πουλιά εξελίσσονται σε πραγματικό χρόνο ως απάντηση στην κλιματική αλλαγή».


3 Απαντήσεις 3

Όχι. Ο χωροχρόνος είναι τοπικά επίπεδος (Minkowskian). Το ίδιο με την επιφάνεια μιας σφαίρας. Για να εντοπίσετε την καμπυλότητα, είτε πρέπει να μετακινηθείτε έξω από την πολλαπλή που μπορείτε να κάνετε ανεβαίνοντας ένα βουνό στη Γη, αλλά δεν μπορείτε να το κάνετε στο χωροχρόνο ή πρέπει να κάνετε μια έρευνα. Διαβάστε τα εισαγωγικά κεφάλαια της Φυσικής του Χωροχρόνου των Wheeler και Taylor και, το πιο σημαντικό, της Gravitation του MTW.

Αλλά κάνεις μια καλή ερώτηση. Η αρνητική απάντηση είναι η ουσία της Αρχής της Ισοδυναμίας του Αϊνστάιν.

Σε απάντηση στα σχόλια, επιτρέψτε μου να προσθέσω ότι: έως επισκόπηση Πραγματικά εννοώ αυτό που κάνουν αυτοί οι τύποι με γυαλιά και τρίποδα. Ήταν ο τρόπος με τον οποίο ο Gauss βρήκε τη μέθοδο του για τον εγγενή προσδιορισμό της καμπυλότητας. Το ίδιο το βιβλίο είναι αρκετά προχωρημένο, αλλά η εισαγωγή εξηγεί πώς αυτό σχετίζεται με την αρχή της ισοδυναμίας χωρίς πολλά μαθηματικά, οπότε προτείνω να διαβάσετε το πρώτο κεφάλαιο της Βαρύτητας και της Αδράνειας Τα μαθηματικά στο δεύτερο κεφάλαιο γίνονται λίγο πιο έντονα, αλλά το λεκτικό μέρος της συζήτησης της αρχής της ισοδυναμίας είναι σχεδόν από μόνη της. Το πρωταρχικό πείραμα σκέψης είναι ο ανελκυστήρας του Αϊνστάιν. Εάν βρισκόσασταν στο βαθύ διάστημα, περιορισμένοι σε έναν ανελκυστήρα χωρίς παράθυρα, δεν θα μπορούσατε να κάνετε ένα τοπικό πείραμα για να αποδείξετε ότι δεν πέφτετε ελεύθερα σε ένα «βαρυτικό πεδίο». Όπως, αν στέκεστε στην ακτογραμμή, δεν θα μπορείτε να δείτε την καμπυλότητα της Γης. (εντός ορισμένων ορίων ακρίβειας).

Όσο μεγαλύτερος είναι ο ανελκυστήρας, τόσο πιο πιθανό θα είστε σε θέση να ανιχνεύσετε παλιρροϊκές δυνάμεις (καμπυλότητα), επειδή μπορείτε να μετρήσετε τη σχετική επιτάχυνση πιο απομακρυσμένων αντικειμένων δοκιμής.

Φανταστείτε ότι βρισκόσασταν σε μια απόλυτα λεία πλανητική επιφάνεια και θέλατε να βάψετε ορθογώνιους χώρους στάθμευσης. Εάν περιορίσετε το πάρκινγκ σας σε μερικές εκατοντάδες μέτρα, θα ξεφύγετε χρησιμοποιώντας ένα τετράγωνο και κάποια συμβολοσειρά για να χαρτογραφήσετε την παρτίδα. Εάν θέλετε να κάνετε το ίδιο σε πολλά μίλια, τελικά θα αντιμετωπίσετε προβλήματα επειδή οι γραμμές που είναι παράλληλες στη θέση θα γίνουν πιο κοντά σε άλλες τοποθεσίες.


Ευχαριστίες

Ευχαριστούμε τον Mark Adams, τους επιμελητές και το προσωπικό του Μουσείου Φυσικής Ιστορίας στο Tring, και ιδιαίτερα τους Scharsachs για τη φιλοξενία τους κατά τη διάρκεια της εκτεταμένης επίσκεψης του N.R.F στις συλλογές. Ευχαριστούμε επίσης τον Alex Drew και τον Leo Joseph στο ANWC και τον Matthew Young στη Βιβλιοθήκη Macaulay για τη βοήθειά τους. Αυτό το έργο δεν θα ήταν δυνατό χωρίς τις αφοσιωμένες προσπάθειες πολλών δισκογράφων και φυσικών ιστορικών (βλ. ηλεκτρονικό συμπληρωματικό υλικό, παράρτημα S2). Εκτιμούμε τις στοχαστικές προτάσεις από τους Dan Bolnick, Jen Bright, Chris Cooney, Emma Greig, Jeff Podos, Peter Wainwright και Dan Warren.


Για να διακρίνετε το φύλο ενός πιγκουίνου των Γκαλαπάγκος, μετρήστε το ράμφος του, λένε οι ερευνητές

Αποδεικνύεται ότι για να πείτε το φύλο ενός πιγκουίνου του Γκαλαπάγκος, το μόνο που χρειάζεστε είναι ένας χάρακας.

Τα νησιά Γκαλαπάγκος είναι ηφαιστειακής προέλευσης. Με λίγο φύλλωμα κατά μήκος των ακτών, οι πιγκουίνοι του Γκαλαπάγκος συχνά επιλέγουν σωλήνες λάβας για τις φωλιές τους. P. Dee Boersma

Σε μια εργασία που δημοσιεύτηκε στις 5 Απριλίου στο περιοδικό Endangered Species Research, επιστήμονες στο Πανεπιστήμιο της Ουάσιγκτον ανακοίνωσαν ότι, για έναν πιγκουίνο των Γκαλαπάγκος, το μέγεθος του ράμφους είναι σχεδόν ένας τέλειος δείκτης για το αν ένα πουλί είναι αρσενικό ή θηλυκό. Οπλισμένοι με αυτή τη γνώση, οι ερευνητές θα μπορούσαν να προσδιορίσουν το φύλο ενός πουλιού γρήγορα και με ακρίβεια στη φύση χωρίς να λάβουν δείγμα αίματος – επιταχύνοντας τις μελέτες πεδίου αυτού του ασυνήθιστου και απειλούμενου θαλασσοπούλι.

“Για τους πιγκουίνους του Γκαλαπάγκος, θέλαμε πραγματικά να καταλάβουμε αν υπήρχε ένας απλός ‘κανόνας’ που θα μπορούσαμε να χρησιμοποιήσουμε για να καθορίσουμε το φύλο – ένα σημάδι που θα ήταν γρήγορο και αξιόπιστο,” είπε η επικεφαλής συγγραφέας Caroline Cappello, φοιτήτρια διδακτορικού του UW στη βιολογία.

Άλλες ιστορίες πιγκουίνων Galápagos από την ομάδα του Boersma ’s:

Οι πιγκουίνοι Γκαλαπάγκος είναι οι μόνοι πιγκουίνοι που ζουν σε ισημερινή περιοχή. Όπως όλα τα είδη πιγκουίνων και τα περισσότερα πτηνά, δεν έχουν εξωτερικά γεννητικά όργανα. Επιπλέον, οι αρσενικοί και οι θηλυκοί πιγκουίνοι των Γκαλαπάγκος μοιάζουν μεταξύ τους και μοιράζονται και τα δύο καθήκοντα ανατροφής, επώασης αυγών και εκτροφής απογόνων. Τα αρσενικά τείνουν να είναι ελαφρώς μεγαλύτερα από τα θηλυκά, αλλά η διαφορά είναι μικρή. Διατίθεται ένα τεστ DNA για τον προσδιορισμό του φύλου ενός πιγκουίνου του Γκαλαπάγκος, αλλά αυτό απαιτεί λήψη δείγματος αίματος από κάθε άτομο-μια επεμβατική και χρονοβόρα διαδικασία.

Ελπίζαμε να βρούμε ένα φυσικό χαρακτηριστικό για τον προσδιορισμό του φύλου στους πιγκουίνους του Γκαλαπάγκος που θα ήταν απλό να μετρηθούν στο πεδίο, ” είπε ο Cappello. Βρίσκοντας ένα τέτοιο χαρακτηριστικό για το φύλο, θα μπορούσαμε να το χρησιμοποιήσουμε στις επιτόπιες μελέτες μας για το αν οι μεταβαλλόμενες κλιματολογικές συνθήκες επηρεάζουν διαφορετικά τα αρσενικά και τα θηλυκά πιγκουίνους του Γκαλάπαγκος. ”

Ο Cappello διαπίστωσε ότι τα ράμφη των αρσενικών πιγκουίνων Galápagos - μετρημένα από πάνω προς τα κάτω - ήταν ελαφρώς παχύτερα από τα θηλυκά ράμφη. Το μέγεθος του ράμφους και μόνο θα μπορούσε να καθορίσει σωστά το φύλο πάνω από το 95 τοις εκατό των πιγκουίνων στη μελέτη της. P. Dee Boersma

Για να αναζητήσουν ένα φυσικό σημάδι σεξ, από το 2010 έως το 2014 ο ανώτερος συγγραφέας και καθηγητής βιολογίας του UW P. Dee Boersma συγκέντρωσε μετρήσεις σώματος από 61 ενήλικες πιγκουίνους του Γκαλάπαγκος στη φύση-συμπεριλαμβανομένου του μεγέθους του κεφαλιού, του μήκους του πτερυγίου, του μήκους του ποδιού και μισών δωδεκάδων μετρήσεων του ράμφους και των γύρω φτερών του. Ο Boersma έλαβε επίσης δείγματα αίματος από κάθε πιγκουίνο και τα έστειλε στην Patty Parker, καθηγήτρια στο Πανεπιστήμιο του Missouri-St. Louis, για τον προσδιορισμό του φύλου κάθε ενήλικα χρησιμοποιώντας το τεστ DNA.

Ο Cappello συνδύασε τις μετρήσεις μεγέθους σώματος και τα αποτελέσματα των τεστ DNA σε μια στατιστική ανάλυση για την αναζήτηση φυσικών χαρακτηριστικών που συσχετίζονται με το φύλο του πουλιού. Διαπίστωσε ότι τα αρσενικά είχαν ελαφρώς παχύτερα ράμφη - μετρημένα από πάνω προς τα κάτω - σε σύγκριση με τα θηλυκά. Χρησιμοποιώντας μόνο το μέγεθος του ράμφους, ο Cappello θα μπορούσε να προσδιορίσει σωστά το φύλο πάνω από το 95 τοις εκατό των πιγκουίνων που μελετούσαν. Αυτό έχει αναφερθεί για πολλά άλλα είδη πιγκουίνων, αλλά οι Cappello και Boersma είναι οι πρώτοι που το δοκίμασαν με γενετική ανάλυση για τον πιγκουίνο του Γκαλαπάγκος.

Αυτή η γνώση θα βοηθήσει την ομάδα του UW να μελετήσει τους πιγκουίνους του Γκαλάπαγκος σε αυτό που ο Boersma αποκάλεσε “ απρόβλεπτα απρόβλεπτο ” μέρος. Διασχίζοντας τον ισημερινό, τα νησιά Γκαλαπάγκος βρίσκονται σε ιδανική θέση για να επωφεληθούν από την άνοδο των ρευμάτων του Ειρηνικού Ωκεανού. Αυτή η εξέλιξη φέρνει συνήθως θρεπτικά συστατικά που υποστηρίζουν ψάρια μικρής ηλικίας στα νησιά για να γευματίσουν οι πιγκουίνοι και άλλα θαλάσσια ζώα, δήλωσε ο Boersma, ο οποίος μελετά πιγκουίνους του Γκαλάπαγκος για περισσότερες από τέσσερις δεκαετίες.

Οι εκδηλώσεις του Ελ Νίνιο μπορούν να βλάψουν τους πιγκουίνους του Γκαλαπάγκος. Η ομάδα του Boersma’s μελετά αν αυτά τα ακραία καιρικά φαινόμενα επηρεάζουν διαφορετικά τους αρσενικούς και τους θηλυκούς πιγκουίνους. Καρολίνα Καπέλλο

Αλλά τα γεγονότα του Ελ Νίνιο μπορούν να διαταράξουν αυτά τα ρεύματα και να καταρρεύσουν τον ιστό τροφίμων του Γκαλαπάγκος, οδηγώντας σε πείνα. Αυτό επιβαρύνει τον πληθυσμό των πιγκουίνων, ο οποίος αριθμεί μεταξύ 1.500 και 4.700 ατόμων. Σύμφωνα με την έρευνα της Boersma, σε ιδιαίτερα αδύνατα χρόνια του Ελ Νίνιο, οι πιγκουίνοι του Γκαλαπάγκος μπορούν ακόμη και να σταματήσουν εντελώς την αναπαραγωγή. Η κλιματική αλλαγή αναμένεται να αυξήσει την εμφάνιση συνθηκών Ελ Νίνιο και ακραίων καιρικών φαινομένων.

Άλλες προκαταρκτικές μελέτες έχουν δείξει ότι οι αρσενικοί πιγκουίνοι του Γκαλάπαγκος είναι πιο πιθανό να επιβιώσουν σε ακραίες περιβαλλοντικές συνθήκες σε σύγκριση με τις γυναίκες. Οι επιστήμονες δεν γνωρίζουν γιατί και οι μελέτες για την επιβίωση που σχετίζεται με το φύλο κατά τα χρόνια του Ελ Νίνιο παρεμποδίστηκαν επειδή οι ερευνητές δεν είχαν εύκολους τρόπους για να προσδιορίσουν το φύλο των μεμονωμένων πιγκουίνων-δηλαδή, μέχρι τώρα.

Τώρα μπορούμε να αρχίσουμε να εξετάζουμε εάν η κλιματική αλλαγή θα επηρεάσει διαφορετικά τους αρσενικούς και θηλυκούς πιγκουίνους του Γκαλάπαγκος και τι είδους πίεση θα μπορούσε να επιφέρει στην ικανότητά τους να επιβιώσουν ως είδος », είπε ο Cappello.

Η έρευνα διεξήχθη σε συνεργασία με το Εθνικό Πάρκο Galápagos και χρηματοδοτήθηκε από το Foundationδρυμα David and Lucile Packard, το Galerpagos Conservancy, το Disney Conservation Fund, το National Geographic Society, το Leiden Conservation Foundation, το Detroit Zoological Society, το Sacramento Zoo και το Wadsworth Endowed Chair in Conservation Science στο UW.


Περιεχόμενα

Όλες οι μετρήσεις είναι επιρρεπείς σε σφάλματα, συστηματικές και τυχαίες. Η μέτρηση ορισμένων χαρακτηριστικών των πτηνών μπορεί να ποικίλλει σημαντικά ανάλογα με τη μέθοδο που χρησιμοποιείται. Το συνολικό μήκος ενός πουλιού μερικές φορές μετράται βάζοντας ένα νεκρό πουλί στην πλάτη του και πιέζοντας απαλά το κεφάλι έτσι ώστε να μπορεί να μετρηθεί το σημείο του λογαριασμού προς την άκρη της ουράς. Ωστόσο, αυτό μπορεί να ποικίλλει ανάλογα με τον χειρισμό και μπορεί να εξαρτάται από την ηλικία και την κατάσταση συρρίκνωσης στην περίπτωση μετρήσεων που λαμβάνονται από διατηρημένα δέρματα σε συλλογές πτηνών. Το μήκος της πτέρυγας που συνήθως ορίζεται ως η απόσταση μεταξύ της κάμψης της πτέρυγας και του μακρύτερου πρωτεύοντος μπορεί επίσης να ποικίλλει σε μεγάλο βαθμό σε ορισμένα μεγάλα πτηνά που έχουν καμπύλη επιφάνεια φτερούγων καθώς και καμπύλα αρχικά. Η μέτρηση μπορεί επιπλέον να ποικίλλει ανάλογα με το εάν χρησιμοποιείται μια εύκαμπτη μεζούρα πάνω από την καμπύλη ή εάν μετράται με άκαμπτο χάρακα. Ο ορισμός του μήκους της ουράς μπορεί να διαφέρει όταν ορισμένες από αυτές έχουν επιμήκυνση, διχάλα ή άλλες τροποποιήσεις. [2] [3] Τα βάρη των πτηνών είναι ακόμη πιο επιρρεπή σε μεταβλητότητα με τη διατροφή και την κατάσταση της υγείας τους και στην περίπτωση των αποδημητικών ειδών διαφέρουν αρκετά ευρέως μεταξύ των εποχών, ακόμη και για ένα μεμονωμένο άτομο.

Παρά τις παραλλαγές, οι μετρήσεις λαμβάνονται τακτικά στη διαδικασία του κουδουνίσματος των πουλιών και για άλλες μελέτες. Αρκετές από τις μετρήσεις θεωρούνται αρκετά σταθερές και καλά καθορισμένες, τουλάχιστον στη συντριπτική πλειοψηφία των πτηνών. Παρόλο που οι μετρήσεις πεδίου είναι συνήθως μονομεταβλητές, οι εργαστηριακές τεχνικές μπορούν συχνά να χρησιμοποιήσουν μετρήσεις πολλαπλών μεταβλητών που προέρχονται από ανάλυση παραλλαγών και συσχετίσεων αυτών των μονομεταβλητών μέτρων. Αυτά μπορεί συχνά να υποδεικνύουν πιο αξιόπιστα παραλλαγές. [4] [5] [6]

Το μήκος (επίσης το μήκος της ουράς) ενός πουλιού συνήθως μετριέται από νεκρά δείγματα πριν από την απολέπιση τους για συντήρηση. Η μέτρηση γίνεται ξαπλώνοντας το πουλί ανάσκελα και ισιώνοντας απαλά το κεφάλι και το λαιμό και μετρώντας μεταξύ της άκρης του λογαριασμού και της άκρης της ουράς. Αυτή η μέτρηση είναι ωστόσο εξαιρετικά επιρρεπής σε σφάλματα και σπάνια χρησιμοποιείται ποτέ για οποιαδήποτε συγκριτική ή άλλη επιστημονική μελέτη. [7]

Το άνω περιθώριο του ράμφους ή του χαρτονομίσματος αναφέρεται ως ο θολωτός και η μέτρηση γίνεται με δαγκάνες με τη μία σιαγόνα στην άκρη της άνω γνάθου και την άλλη στη βάση του κρανίου ή τα πρώτα φτερά ανάλογα με το επιλεγμένο πρότυπο. Στην περίπτωση των αρπακτικών πτηνών όπου η άκρη της κάτω γνάθου μπορεί να σχηματίσει ένα μακρύ φεστιβάλ, το μήκος του φεστιβάλ μπορεί επίσης να μετρηθεί ξεχωριστά. Στα αρπακτικά πτηνά η μέτρηση είναι συνήθως από το άκρο του χαρτονομίσματος μέχρι τα κηπευτικά. Σε ορισμένα πτηνά η απόσταση μεταξύ του πίσω μέρους του κρανίου και της άκρης του ράμφους μπορεί να είναι πιο κατάλληλη και λιγότερο επιρρεπής σε παραλλαγές που προκύπτουν από τη δυσκολία ερμηνείας της φτερωτής βάσης της κάτω γνάθου. [8]

In some cases it is more reliable to measure the distance between the back of the skull and the tip of the bill. This measure is then termed as the head. This measurement is however not suitable for use with living birds that have strong neck musculature such as the cormorants. [7]

The shank of the bird is usually exposed and the length from the inner bend of the tibiotarsal articulation to the base of the toes which is often marked by a difference in the scalation is used as a standard measure. In most cases the tarsus is held bent but in some cases the measurement may be made of the length of this bone as visible on the outer side of the bend to the base of the toes.

In the case of cranes and bustards, the length of the tarsus is often measured along with the length of the longest toe to the tip of the claw. [7]

The measurement of the tail is taken from the base of the tail to the tip of the longest feathers. In the case where special structures such as racquets or streamers exist, these are separately measured. In some cases the difference between the longest and shortest feathers, that is the depth of the fork or notch can also be of use. its of 19 cm long.

The wing is usually measured from the bend of the wing to the tip of the longest primary feathers. Often the wings and feathers may be flattened so that the measure is maximized but in some cases the chord length with natural curvature is preferred. [4] [5] In some cases the relative lengths of the longest primaries and the pattern of size variation among them can be important to measure.

Wingspan is the distance between wingtips when the wings are held outstretched. This is particularly prone to variation resulting from wing posture and is rarely used except as a rough indicator of size. Additionally, this cannot be easily and reliably measured in the field with living birds.

The weights of birds are notoriously variable and cannot be used as indication of size. They are however useful in quantifying growth in laboratory conditions and for use in clinical diagnostics as an indicator of physiological condition. Birds in captivity are often heavier than wild specimens. Migratory birds gain weight prior to the migratory period but lose weight during handling or temporary captivity. Dead birds tend to weigh less than in life. Even during the course of a day, the weight can vary by 5 to 10%. The male emperor penguin loses 40% of its weight during the course of incubation. [9]


Beak size points to sex of Galápagos penguins

Είστε ελεύθεροι να μοιραστείτε αυτό το άρθρο υπό την άδεια Attribution 4.0 International.

Beak size is nearly a perfect indicator of whether a Galápagos penguin is male or female, new research shows.

The discovery means scientists can quickly and accurately determine a bird’s sex in the wild—no blood sample needed.

“For Galápagos penguins, we really wanted to understand if there was a simple ‘rule’ we could employ to determine sex—a sign that would be fast and reliable,” says lead author Caroline Cappello, a biology doctoral student at the University of Washington.

(Credit: Caroline Cappello/U. Washington)

Galápagos penguins are the only penguins to live in an equatorial region. Like all penguin species and most birds, they lack external genitalia.

What’s more, males and females look similar to one another and both share parenting duties, incubating eggs and rearing the offspring. Males do tend to be slightly larger than females, but the difference is slight.

A DNA test is available to determine the sex of a Galápagos penguin, but that requires obtaining a blood sample from each individual—an invasive and time-consuming process.

“We were hoping to find a physical trait to determine sex in Galápagos penguins that would be simple to measure in the field,” Cappello says. “By finding such a sex-specific trait, we could use that in our field studies on whether shifting climactic conditions affect male and female Galápagos penguins differently.”

To search for a physical sign of sex, senior author P. Dee Boersma, a biology professor, collected body measurements from 61 adult Galápagos penguins in the wild—including head size, flipper length, foot length, and a half-dozen measurements of the beak and its surrounding feathers.

Boersma also obtained blood samples from each penguin and sent them to Patty Parker, a professor at the University of Missouri-St. Louis, to determine the sex of each adult using the DNA test.

Cappello combined the body-size measurements and DNA test results into a statistical analysis to search for physical characteristics that correlated with the sex of the bird.

The findings showed that males had slightly thicker beaks—measured from top to bottom—compared to females. Using beak size alone, Cappello could correctly determine the sex of more than 95 percent of the study penguins.

This has been reported for several other penguin species, but Cappello and Boersma are the first to test it by genetic analysis for the Galápagos penguin.

The findings will help researchers study Galápagos penguins in what Boersma calls a “predictably unpredictable” place. Straddling the equator, the Galápagos Islands are perfectly placed to take advantage of an upwelling of Pacific Ocean currents.

The upwelling typically brings nutrients that support small-schooling fish to the islands for the penguins and other marine animals to feast upon, Boersma says.

But El Niño events can disrupt these currents and collapse the Galápagos food web, leading to starvation. This puts a strain on the penguin population, which numbers between 1,500 and 4,700 individuals.

Some penguins mooch off parents after leaving the nest

According to Boersma’s research, in particularly lean El Niño years, Galápagos penguins can even stop breeding altogether. Climate change is expected to increase the occurrence of El Niño conditions and extreme weather events.

Other preliminary studies have suggested that male Galápagos penguins are more likely to survive extreme environmental conditions compared to females. Scientists don’t know why, and studies of sex-specific survival during El Niño years were hampered because researchers lacked easy ways to determine the sex of individual penguins—that is, until now.

New ‘Big Birds’ in Galápagos arose super fast

“Now we can start to look at whether climate change will impact male and female Galápagos penguins differently, and what kind of strain this might put on their ability to survive as a species,” Cappello says.

The research, which appears in Endangered Species Research, took place in partnership with the Galápagos National Park. The David and Lucile Packard Foundation, the Galápagos Conservancy, the Disney Conservation Fund, the National Geographic Society, the Leiden Conservation Foundation, the Detroit Zoological Society, the Sacramento Zoo, and the Wadsworth Endowed Chair in Conservation Science at the University of Washington funded the work.


Selection on beak size in birds

Gould's famous drawing of four of the fifteen species of Darwin's finches ([1] the large ground finch, [2] the medium ground finch, [3] the small tree finch and [4] the green warbler-finch). The Grants work primarily on the medium ground finch population on the island of Daphne Major, which they've visited every year since 1973.
The medium ground finch, Geospiza fortisΤο The Grants showed that its beak rapidly evolved to larger sizes in drought years and smaller sizes when faced with greater competition from the bigger beaked large ground finch, G. magnirostris (photo Wikipedia).

In a recently published paper, Greenberg et αϊΤο develop this idea further. They argue that in drier environments birds could dissipate heat through their beaks rather than using evaporative cooling, thus conserving water. They test the hypothesis by examining the beaks of two subspecies of song sparrow, Melospiza melodia, that occupy habitats that contrast markedly in summer temperatures.

The song sparrow, Melospiza melodia (photo Wikipedia)

13% larger than eastern song sparrows.

To further evaluate the hypothesis, Greenberg et αϊΤο brought song sparrows into the laboratory where they could measure heat loss by thermally imaging the birds at constant ambient temperatures. Both subspecies maintained their beaks at higher than ambient temperature and higher than their body temperature. Heat lost through the beak was 5.6 - 10% of total heat loss, despite it making up less than 2.5% of total surface area.

A thermal image of an Atlantic song sparrow at an ambient temperature of 29°C (image Greenberg et al. 2012)

--> The beaks of the Atlantic song sparrows dissipated 33% more heat than the eastern song sparrow. Most of this difference can be explained by beak size, but Atlantic song sparrows may also maintain their beaks at higher temperatures than eastern song sparrows. Greenberg et αϊΤο estimate that the greater "dry" heat loss means an Atlantic song sparrow would conserve 7.7% more water than an eastern song sparrow of similar size.

In another study, Greenberg and Danner surveyed the beak size of song sparrows across California. They found that differences in beak size were strongly explained by the climatic conditions in which the birds lived. As summers became hotter and drier, song sparrow beaks became larger. Contrary to Allen's rule, winter temperatures poorly explained beak size differences, suggesting that heat dissipation is under stronger selection than heat conservation in the song sparrow.

Taken together these three studies support the hypothesis that climate is a significant selective pressure on the evolution of bird beaks. They highlight a little appreciated fact of evolution, that traits are often under multiple selection pressures and phenotypes are likely to reflect comprises between them. However, unlike the work on Darwin's finches, it has not been established that climate related beak size differences influence fitness variation. So, the work is strongly suggestive, but it's not a closed case.


Δες το βίντεο: Μαθαίνω για τα σπάνια πουλιά Φωτογραφίες (Νοέμβριος 2022).