Солимари Гарсиа-Эрнандес (Solimary Garcia-Hernandez)

Глауко Мачадо (Glauco Machado)

скорпион

---

Шнобелевская премия 2022 по биологии

Cнижает ли потеря хвоста и последующий запор активность скорпионов?

Солимари Гарсиа-Эрнандес (Solimary Garcia-Hernandez), Глауко Мачадо (Glauco Machado), Университет Сан-Пауло (Universidade de Sao Paulo), Бразиля, издали труд "Краткосрочные и долгосрочные последствия крайнего случая аутотомии: снижает ли потеря хвоста и последующий запор двигательную активность самцов и самок скорпионов?", "Интегративная зоология" (Integrative Zoology), 06 ноября, 2021.

Во многих таксонах индивиды добровольно отделяют часть тела как форму, чтобы увеличить свои шансы избежать смерти. Этот защитный механизм, известный как аутотомия, имеет несколько последствий, таких как изменения в двигательной активности, которые могут повлиять на физическую форму. У скорпиона рода Ananteris хвост фактически соответствует последним сегментам брюшка. После сбрасывания они теряют почти 25% массы тела и последнюю часть пищеварительного тракта, включая задний проход, что препятствует дефекации и приводит к запорам. Авторы исследовали влияние потери хвоста на двигательную активность.

Ananteris balzani встречается в саваннах центральной и юго-восточной Бразилии. Как и другие виды скорпионов, A. balzani демонстрирует заметный половой диморфизм - самцы намного меньше самок. Среднее отношение длины метасомы к длине панциря у самцов составляет 5,05, а у самок - 4,79, что указывает на то, что длина хвоста у самцов относительно больше.

Особи отбрасывают хвост только тогда, когда его хватают, но самки явно более неохотно, чем самцы. В эксперименте, проведенном ранее 88% самцов отпустили свой хвост при захвате щипцами, но только 20% самок.

Собрали 154 представителя (52 самки, 102 самца) с октября 2016 г. по апрель 2017 г. на экологической станции Санта-Барбара, штат Сан-Паулу, юго-восток Бразилии. Кормили каждые 10 дней нимфами сверчков. Поскольку общая масса тела самок больше, чем у самцов, самки получали в 2 раза больше пищи, чем самцы. Специалисты индуцировали аутотомию хвоста, захватывая и вытягивая последний сегмент метасомы у особей с помощью щипцов. Перед тем каждую особь взвешивали на цифровых весах. После экзекуции взвешивали и давали отдохнуть в течение 3 дней до полного заживления места перелома.

Испытания на беговой дорожке длиной 1 м (ширина 3 см, высота 5 см) с песком в качестве субстрата. Стимулировали к бегу путем постукиваний по спинке щипцами. После стимулировали снова бежать обратно. Песок меняли после 2 попыток, чтобы удалить возможные следы. Повторили процедуру через 24 часа, всего 4 испытания для каждого. Процесс снимали на видеокамеру и фиксировали максимальную скорость бега (MRS) в качестве показателя двигательной активности - наибольшая скорость на 10-сантиметровом интервале с учетом 4 испытаний.

Краткосрочные эффекты аутотомии хвоста. Измерили MRS перед манипуляцией у 113 интактных особей, включая самок (N = 38) и самцов (N = 75). После 4 испытаний, случайным образом распределили каждого в одну из 2 групп. В первую группу вошли 25 самок и 46 самцов которых лишили хвоста. В интактную группу вошли 13 самок и 29 самцов, их оставили целыми.

Чтобы оценить влияние массы хвоста на MRS, подвергли половину особей в каждой группе двум нагрузкам: с нагрузкой и без нагрузки. Для нагрузки аутотомированных особей приклеивали на их спину тот же самый кусок хвоста, который они потеряли. Для нагрузки интактных особей на спину клеили цилиндр (самки: длина 9, диаметр 1,8 мм; самцы - 7 и 1,2 мм) из сырых спагетти массой 20% и 22% от общей массы тела самок и самцов соответственно. Через 3 дня после второго раунда беговых испытаний инвертировали нагруженное и разгруженное состояне каждого участника в каждой экспериментальной группе и снова мерили скорость. Кратковременный эксперимент длился 12 дней, в течение которых особей не кормили, чтобы предотвратить изменения массы, которые могли повлиять на их двигательную активность.

Долгосрочные последствия аутотомии хвоста. Использовали подгруппу интактных (13 самок, 29 самцов) и аутотомированных особей (24 самки, 43 самца) для оценки долгосрочных эффектов на MRS. Половина самцов и половина самок в каждой группе распределили на 2 режима диеты: нормальное питание - особи получали 10% исходной массы тела и при перекорме - 20%. Первые испытания долгосрочного эксперимента - на 10 день. Следующие испытания проводились с интервалом в 10 дней до 50 дня. В конце провели 20 измерений бега. Измерили массу тела каждой особи в начале (10 день) и в конце (50 день). Основываясь на этих измерениях, оценили влияние диеты на массу тела индивидуумов. Из-за большой продолжительности эксперимента некоторые особи погибли и получился набор данных для 13 целых и 15 нецелых самок, 27 полных и 26 неполных самцов.

В кратковременном эксперименте максимальная скорость бега самцов и самок после аутотомии не изменилась. При этом относительная масса утраченного хвоста не влияла на изменение скорости после отрыва. А в длительном эксперименте отрицательно влияла на самцов, но не самок. Перекормленные бесхвостые страдали от тяжелых запоров, но не были медленнее, чем аутотомированные с нормальным питанием. Потеря хвоста не оказывает непосредственного влияния на двигательную активность скорпионов. Долгосрочное снижение двигательной активности укороченных самцов может ухудшить поиск партнера. Однако, поскольку смерть от запора занимает несколько месяцев, у самцов есть много времени, чтобы найти себе пару и размножиться. Таким образом, длительный период между аутотомией и смертью от запора имеет решающее значение для понимания эволюции вида.

За изучение того, влияет ли запор на перспективы спаривания скорпионов и каким образом, Солимари Гарсия-Эрнандес и Глауко Мачадо удостоены Шнобелевской премии 2022 года по биологии.

Комментарий:

---

Шнобелевская премия 2007 по физике Механизм образования складок на белье практически идентичен механизму возникновения морщин на коже человека или животных, кожице яблока и бумажном листе, полиэтиленовой мембране. На каком бы материале ни возникли складки, рисунки складок мало отличаются подробнее

---

Шнобелевская премия мира 2006 Люди старше 25 лет не слышат устройства для разгона комаров, а подростки слышат. Предложено использовать устройства не только для разгона комаров, но и для разгона подростков, когда они собираются шумными группами. У автора - четверо детей от 6 до 15 лет подробнее

Источник - пресса