خبر

  • تک بورد - فاش کردن اسرار بیشتر لجن ماهی hagfish

    فاش کردن اسرار بیشتر لجن ماهی hagfish
    21 روز و 4 ساعت قبل

    ماهی های وحشی بزرگتر سلولهای نخ بزرگتر و قوی تری را برای دفع بهتر شکارچیان تولید می کنند.
    با ماهی تازی وحشی ، یک موجود زشت ، خاکستری و شبیه مارماهی ، که به دلیل مکانیسم دفاعی منحصر به فردش به عنوان "مار خرطومی" شناخته می شود ، آشنا شوید. این ماهی می تواند در کمتر از یک ثانیه یک لیتر کامل لجن چسبناک را از منافذی که در سرتاسر بدنش قرار دارد رها کند. این کافی است که مثلاً آبشش های یک کوسه درنده

    همانطور که قبلاً گزارش کرده بودیم ، دانشمندان سالهاست که روی لجن ماهی hagfish مطالعه می کنند زیرا این ماده بسیار غیر معمول است. این مانند مخاط نیست که با گذشت زمان خشک می شود و سفت می شود. لجن ماهی Hagfish لزج باقی می ماند و به آن قوام ژلاتین نیمه جامد می بخشد. این به دلیل فیبرهای طولانی و نخ مانند در لجن ، علاوه بر پروتئین ها و قندهایی که موسین را تشکیل می دهند ، یکی دیگر از اجزای اصلی است. این الیاف به صورت "چارچوب" در می آیند که شبیه گلوله های نخ است. وقتی ماهی تازی با یک گلوله از بین می رود ، ماهیچه ها حلقه حلقه شده و با آب نمک ترکیب می شوند و بیش از 10000 برابر اندازه اولیه خود منفجر می شود. در سال 2016 ، گروهی از محققان سوئیسی خواص غیرمعمول سیال لجن ماهی را مورد مطالعه قرار دادند و به طور خاص بر چگونگی این خواص دو مزیت متمایز تمرکز کردند: کمک به حیوان در دفاع از خود در برابر شکارچیان و گره زدن به خود برای فرار از لجن خود. آنها دریافتند که انواع مختلف جریان سیال بر ویسکوزیته کلی لجن تأثیر می گذارد. مایع جاری در اصل مجموعه ای از لایه ها است که از یکدیگر عبور می کنند. هرچه یک لایه سریعتر روی لایه دیگر بلغزد ، مقاومت بیشتری وجود دارد و هرچه سرعت لغزش کندتر باشد ، مقاومت کمتری نیز وجود دارد. همانطور که در آن زمان برای Gizmodo نوشتم:

    لجن ماهی Hagfish نمونه ای از یک مایع غیر نیوتنی است ، که در آن ویسکوزیته در پاسخ به کرنش اعمال شده یا نیروی برشی تغییر می کند. ... اعمال فشار یا نیروی برشی ویسکوزیته را افزایش می دهد-در مورد سس گوجه فرنگی ، پودینگ ، آب میوه ، یا مخلوط کلاسیک آب و نشاسته ذرت به نام "oobleck"-یا کاهش آن ، مانند رنگ بدون قطره ای که به راحتی بر روی آن می کشد. ، اما وقتی روی دیوار قرار می گیرد چسبناک تر می شود.

    لجن ماهی Hagfish می تواند هر دو باشد. به نظر می رسد که تغذیه مکنده ای که توسط بسیاری از شکارچیان ماهی خرس استفاده می شود ، جریان یک طرفه ایجاد می کند. تنش طولانی مدت آن جریان مکیدن ، ویسکوزیته گوجه فرنگی را افزایش می دهد ، بهتر است با گرفتگی آبشش ها ، شکارچیان را خفه کنید. اما هنگامی که مرغ دریایی در حال تلاش برای فرار از لجن خود است ، حرکت آن باعث ایجاد نازک شدن برشی می شود که در واقع ویسکوزیته لجن را کاهش می دهد و فرار را آسان تر می کند. در حقیقت ، شبکه لجن در مقابل جریان نازک شدن برشی به سرعت از بین می رود.

    دانشمندان هنوز در حال یادگیری مکانیسم دقیقی هستند که توسط آن هاگ ماهی تولید می کند. کارهای قبلی نشان داده است که آب دریا برای تشکیل لجن ضروری است و اگر یونهای موجود در آب دریا چسب هایی را که نخ های فیبری را در چارچوب ها نگه می دارند مخلوط کنند ، می توان چوب ماهی های دریایی را به صورت خود به خود باز کرد. اما بازه زمانی نیز اهمیت دارد. به عنوان مثال ، یک مطالعه در سال 2014 نشان داد که هر گونه باز شدن خود به خود چوب ها چند دقیقه به طول می انجامد - با این حال ، مرغ دریایی لجن خود را در حدود 0.4 ثانیه به کار می اندازد. پیشنهاد کرد که جریان آشفته آب (به طور خاص ، کشش چنین تلاطم هایی) یک عامل اساسی است. حرکت آب های اطراف به عنوان حملات شکارچیان باعث می شود که از پیچ خوردن جلوگیری شود. اسکین ها انتهای شل دارند. کشیدن آن باعث می شود که گره گشایی شود. اما کشیدن آب جاری به عنوان یک شکارچی باعث می شود این روند حتی سریعتر اتفاق بیفتد.

    خواندن بیشتر

    این درگ است که به سرعت به شکارچیان لجن ماهی تیره کمک می کند

    این مقاله جدید یافته های جدیدترین تحقیقات داگلاس فادج ، زیست شناس دریایی در دانشگاه چاپمن را خلاصه می کند سالهاست ماهی خوک و خواص لجن آن را مطالعه می کند. به عنوان مثال ، در سال 2012 ، هنگامی که او در دانشگاه گلف بود ، آزمایشگاه فادج با موفقیت لجن ماهی شاه ماهی را برداشت ، آن را در مایع حل کرد و سپس آن را مانند یک ابریشم در حال چرخش به یک نخ محکم و در عین حال کشیده "چرخاند". این احتمال وجود دارد که چنین نخ هایی بتوانند جایگزین الیاف نفتی شوند که در حال حاضر در کلاه ایمنی یا جلیقه کولار استفاده می شوند ، در میان سایر کاربردهای بالقوه. از 19 گونه مختلف ماهیان بزرگ و کوچک نمونه گرفت ، تصاویر میکروسکوپی تهیه کرد و اندازه و شکل سلولهای نخ را در آن تصاویر با دقت اندازه گیری کرد. پایگاه داده حاصله اندازه گیری های بیش از 11،700 سلول برداشت شده از 87 راس ماهی وحشی (دومی بین 10 تا 80 سانتی متر طول) را در بر می گیرد. بین 10 تا 128 سانتی متر متغیر است. "src =" https://techbord.com/picsbody/2110/6228-1.jpg "alt =" https://techbord.com فاش کردن اسرار بیشتر لجن ماهی hagfish "srcset =" https://cdn.arstechnica.net/ wp-content/uploads/2021/10/hagfish2.jpg 2x "> بزرگ شدن/سلولهای نخ غده Hagfish از نظر حجم 50 برابر متفاوت هستند زیرا طول بدن بین 10 تا 128 سانتی متر متغیر است. یو زنگ و همکاران ، 2021

    آنها دریافتند که این سلولهای نخ در مقایسه با سلولهای مشابه در مهره داران بسیار بزرگتر بودند - در واقع بزرگتر از سلولهای چربی شکمی در فیلها. حتی جالب تر ، به نظر می رسد که اندازه این سلول ها بستگی زیادی به اندازه بدن ماهی دریایی دارد. نمونه های دیگری نیز در طبیعت این نوع مقیاس بندی وجود دارد.

    به عنوان مثال ، گکوها و موجوداتی که از پد های چسبنده برای صعود استفاده می کنند ، نسبت به اندازه لنت های خود نسبت به بدن ، نمره جرم گیری را در حدود 0.35 نشان می دهند. جرم. و گونه های خاصی از عنکبوت ابریشم کشنده تولید می کنند که قطر آن با جرم بدن با نمایی بین 0.37 تا 0.39 است. اما نماینده مقیاس بندی Fudge و همکاران. در سلولهای نخ ماهی دریایی آنها 0.55 یافت شد ، که به طور قابل توجهی بزرگتر از سایر مقیاسهای جرم گیری شناخته شده در مهره داران بود. اندازه سلولهای نخ غده ماهی خرچنگ-که رشته های ابریشمی می سازند و لجن ماهی را تقویت می کند-بررسی کرد و دریافت که با اندازه بدن افزایش می یابد. این بدان معناست که در درخت تکامل ماهی های ماهی ، گونه های بزرگ همه با وجود سلول های نخ بزرگ ایجاد می کنند. واقعیت این است که آنها از هم دور هستند. به خصوص اینکه چگونه با اندازه بدن تغییر می کند. " "مطالعه ما نشان می دهد که تعاملات وابسته به اندازه بدن با شکارچیان باعث ایجاد تغییرات عمیق در لجن دفاعی ماهیان وحشی شده است و این تغییرات را می توان در سطح سلولی و زیر سلولی مشاهده کرد."

    مدلهای تیم نشان داد که نخها در سلولهای بزرگتر ماهیان بزرگتر ضخیم تر و بلندتر می شوند که می توانند نخهایی به ضخامت 4 میکرومتر و طول 20 سانتی متر ایجاد کنند. این بزرگترین فیبر درون سلولی شناخته شده در حیوانات است که از نظر اندازه با الیاف کراتین و ابریشم عنکبوت قابل مقایسه است. و مانند آن نمونه ها ، نخ های موجود در لجن ماهی های هگفی بر هماهنگی بین تعداد زیادی سلول تکیه می کنند. در مقطعی از چرخه رشد ، فیبرهای پروتئینی درون سلولی موجود در لجن ماهی "از نظر نویسندگان" تحت گذار فازی قرار می گیرند ، جایی که [الیاف] جداگانه با همسایگان خود متراکم می شوند و به روبنای فیبر درون سلولی بسیار بزرگتری می رسند. "

    < p> پس این ویژگی مقیاس بندی - و رشته های بزرگتر - چه چیزی می تواند مزیت تکاملی ایجاد کند؟ فاج گفت: "چندین روش وجود دارد که نخهای بزرگتر برای ماهیان بزرگتر مفید هستند." نخ های ضخیم تر می توانند قبل از شکستن مقاومت بیشتری داشته باشند و لجن را قوی تر و بهتر بتوانند روی آبشش های یک شکارچی بزرگ و قوی ماهی بمانند. نخ های بلندتر دارای مزیت مشابهی هستند زیرا می توانند در فواصل بزرگتر بین طاق های آبشش شکارچیان بزرگ گسترش یابند. " نخ های طولانی تر نیز احتمال بیشتری دارد که حجم بیشتری از لجن تولید کنند و استفاده از آن را به عنوان یک عامل بازدارنده دفاعی در برابر شکارچیان بزرگتر افزایش دهند.

    مطالعات آینده بر روی چگونگی بسته بندی هر نخ از چنین ساختار پیچیده در یک سلول کوچک متمرکز خواهد بود. ، با توجه به یو.

    DOI: Current Biology ، 2021. 10.1016/j.cub.2021.08.066 (درباره DOI ها).





خبرهای دیگر از علوم پایه