氢分子医学分享 http://blog.sciencenet.cn/u/孙学军 对氢气生物学效应感兴趣者。可合作研究:sunxjk@hotmail.com 微信 hydrogen_thinker

博文

毛毛虫们能感知微弱静电电场【PNAS】 精选

已有 3248 次阅读 2024-5-23 06:16 |系统分类:海外观察

毛毛虫们能感知微弱静电电场

感知电场的能力可能有助于一些毛毛虫检测捕食性黄蜂,一对生态学家今天在《美国国家科学院院刊》上报道。这一观察结果可能是第一个已知的陆生动物使用电感来保护自己免受捕食者侵害的例子。

图片2.png

Prey can detect predators via electroreception in air | PNAS

“这是最近发现的感觉是如何被使用的一个新例子,它可能只是冰山一角,”隆德大学的神经行为学家埃里克·沃兰特说。林肯大学(University of Lincoln)的生物力学科学家格雷戈里·萨顿(Gregory Sutton)指出,这项新研究的作者只是通过检查周围的常见昆虫发现了这种新行为。“他们不必飞到阿布扎比的某个洞穴里去寻找这个奇怪的新东西,”他说。“他们一直走到街上。”

玩过气球的人都可能知道,弱电场可以对生物体施加可观察到的力。在地毯上摩擦气球会产生电荷,当您将气球举到头上时,会产生电场拉扯头发。一些陆生动物,如蜜蜂、苍蝇和蜘蛛,具有称为setae的毛发状结构,当被电场偏转时,会产生神经信号,使生物能够感知到这个场——这种现象被称为电接收。几种鱼类甚至一些有袋动物也可以通过其他机制感知电场。

带电物体可以是另一种动物,而不是气球。许多生物在环境中移动时,甚至在空中飞行时,都会通过摩擦积聚静电。这些知识使布里斯托尔大学的感官生态学家、该研究的主要作者山姆·英格兰(Sam England)和他的合著者丹尼尔·罗伯特(Daniel Robert)想知道,一种长着电敏毛发的动物是否可以检测到接近的捕食者的电场。

因此,英格兰和罗伯特将重点放在毛毛虫上,毛毛虫是普通蝴蝶和飞蛾的幼虫。它们以毛茸茸而闻名,但之前没有研究表明这些毛发能够电接收。英格兰在大约2年的时间里梳理了英格兰布里斯托尔的公园和杂草丛生的小巷,捕捉了200多只朱砂蛾(Tyria jacobaeae)、稀缺的蒸气蛾(Telochurus recens)和欧洲孔雀蝶(Aglais io)的毛毛虫。

有一次,英格兰骑自行车去酒吧见朋友时,在一棵豚草植物上窥探了 50 只毛毛虫。他笑着说:“我停下来,试图尽可能多地收集,而不会显得太可疑。他还必须努力维持这些贪婪的生物,每天觅食荨麻来喂养它们。“我花了好几个夏天,手总是刺痛,”他回忆道。

为了测量毛毛虫捕食者可能产生的电场种类,英格兰求助于普通黄蜂(Vespula vulgaris)。他在黄蜂巢的入口处安装了一个传感器,以测量它们进出时的静电荷。回到实验室后,他和罗伯特使用电压发生器和电极产生了一个模仿飞行黄蜂的电场,并伴随着黄蜂拍打翅膀而产生的快速波动。然后,他们使用电极将毛毛虫暴露在人造黄蜂电场中。

研究人员发现,当电场存在时,所有三个物种的毛毛虫在物理挑衅后保持防御模式的时间要长得多。孔雀蝴蝶毛虫甩动身体,甚至咬电极的时间大约是其1.4倍,而朱砂和蒸气毛虫盘绕成紧密球的时间分别是175倍和3.3倍。

研究人员还发现,当电场以与黄蜂翅膀拍打相当的速度振荡时,毛毛虫的翅膀反应最为剧烈。这一观察表明,毛毛虫已经进化到可以检测黄蜂的特定静电特征。

然而,实际上,接近的黄蜂不仅会产生电场,还会产生声音和气流,图尔大学的昆虫物理生态学家杰罗姆·卡萨斯(Jerome Casas)指出。卡萨斯说,毛毛虫的触觉可能对这三种信号都很敏感,因此很难判断检测电场的能力对保护有多重要。

萨顿说,他很惊讶地发现毛毛虫能够进行电接收。“我以为毛毛虫是比这更简单的生物,但我错了,”他说。“这意味着这些对静电敏感的毛发可能比我想象的更普遍。

英格兰想知道人类活动产生的电场是否污染了某些动物的感官世界。他回忆说,在实验过程中,他和罗伯特必须注意阻挡来自实验室设备和附近电线的干扰电噪声。“如果我必须过滤掉这些东西来检测这些黄蜂和毛毛虫的电荷......毛毛虫在做什么?

 



https://blog.sciencenet.cn/blog-41174-1435224.html

上一篇:生命科学的无奈
下一篇:磁控镁释放氢气疗法的研究
收藏 IP: 117.143.183.*| 热度|

2 郑永军 晏成和

该博文允许注册用户评论 请点击登录 评论 (0 个评论)

数据加载中...

Archiver|手机版|科学网 ( 京ICP备07017567号-12 )

GMT+8, 2024-6-25 17:36

Powered by ScienceNet.cn

Copyright © 2007- 中国科学报社

返回顶部