Los camarones Mantis se han ganado fama por sus poderosas extremidades punzantes, ojos increíblemente inusuales y exoesqueletos vívidos. Y resulta que también son muy buenos para encontrar el camino a casa. A través de una serie de minuciosos experimentos con estos que a menudo no cooperancriaturas, Rickesh Patel ha producido nuevos hallazgos sobre la navegación de camarones mantis, publicado esta semana en Biología actual .
Patel, un candidato a doctorado en ciencias biológicas en UMBC, descubrió que la especie de camarones mantis que investigó depende del sol, los patrones de luz polarizada y las señales internas, en ese orden, para navegar directamente de regreso asus madrigueras indescriptibles. Estos retornos en línea recta a menudo siguen a incursiones que serpentean y zigzaguean mientras el camarón busca una comida o un compañero. La capacidad de llegar a casa rápidamente es útil cuando se busca refugio en presencia de depredadores, o unpercibió uno, como Patel señaló en su primera expedición de trabajo de campo de investigación.
Después de su primer año en UMBC, Patel viajó con el laboratorio de Tom Cronin a la Isla Lizard en la Gran Barrera de Coral para recolectar camarones mantis para su estudio. "Tan pronto como lo noten, se darán la vuelta y irán directamente a algún tipo derefugio ", dice Patel. Como un verdadero científico," Eso me hizo preguntarme cómo van a encontrar el camino a casa ".
Un punto de partida crucial
Los científicos han escrito mucho sobre la navegación en otras especies, principalmente abejas, hormigas y ratones, pero Patel es el primer trabajo sobre navegación en camarones mantis.
Primero, Patel tuvo que encontrar un comportamiento con el que pudiera trabajar para probar ideas sobre cómo navegan los camarones mantis. Así que creó una pequeña arena con una madriguera artificial de camarones enterrada en la arena. Colocó los camarones en la arena, y para su deleite, el camarón mantis se alegró de ocupar la pequeña sección de la tubería de PVC. Luego colocó un trozo de comida a cierta distancia de la madriguera. Observó cómo el camarón salía de su madriguera, serpenteaba hasta encontrar la comida y luego regresaba a su lugar.madriguera en una línea bastante recta.
De esas observaciones iniciales, Patel planteó la hipótesis de que los camarones mantis usan un proceso llamado integración de ruta para encontrar su camino a casa. En otras palabras, de alguna manera pueden rastrear tanto su distancia como su dirección desde su madriguera
"Esa fue probablemente la parte más emocionante de los experimentos para mí, porque sabía que tenía un comportamiento realmente sólido con el que podía trabajar", dice Patel. "Todo lo que hice realmente se extendió desde ese punto inicial".
sorpresa del sol
Después de ese primer descubrimiento, comenzó el trabajo desafiante para descubrir qué señales estaban usando los animales para determinar el camino a casa.
Patel construyó ocho arenas mucho más grandes, cada una de aproximadamente 1,5 metros de diámetro, para realizar sus experimentos. La primera pregunta que hizo fue si los camarones estaban usando señales internas o externas para irse a casa.
Para probar eso, Patel creó una configuración que rotó al animal 180 grados mientras recuperaba la comida. Si el camarón usaba señales externas para recordar su distancia y dirección desde su hogar, todavía se dirigiría en la dirección correcta. Si fuerausando señales internas, basadas en la orientación de su propio cuerpo, se dirigiría en la dirección opuesta. En la primera ronda de pruebas, los animales se dirigieron consistentemente en la dirección opuesta exacta.
"Eso fue realmente genial, pero no tenía mucho sentido", dice Patel, "porque una brújula interna será mucho menos precisa que algo relacionado con el medio ambiente". Luego lo golpeó: "Simplemente tuvimos una semana muy nublada cuando hice estos experimentos, así que esperé hasta que tuvimos un día despejado, y luego, cada vez, volvieron a casa".
Armar el rompecabezas
Patel se dio cuenta de que su experimento demostró perfectamente la jerarquía de las señales utilizadas por los animales. Primero utilizaron señales externas, pero cuando no estaban disponibles, utilizaron señales internas.
Ese fue el comienzo de una larga serie de experimentos creativos que descubrieron aún más cómo navegan estos animales. Cuando Patel usó un espejo para engañar a los animales para que pensaran que el sol venía en la dirección opuesta, se fueron por el camino equivocado. Esto indicóusan el sol como señal principal. Cuando estaba nublado pero no totalmente oscuro, usaban patrones de polarización en la luz, que aún son detectables cuando está nublado. Y cuando el cielo estaba completamente cubierto, volvían a su sistema de navegación interno.
Un conjunto de habilidades variadas
Para Patel, crear las arenas experimentales, esencialmente, la carrera de obstáculos de camarones, fue casi tan divertido como obtener los resultados. "Eso es algo que realmente disfruto: construir cosas, crear cosas", comparte. Patel estudió arte ybiología como estudiante universitario en la Universidad Estatal de California, Long Beach. "Creo que esas habilidades me ayudaron a diseñar mis experimentos".
Otras habilidades que Patel necesitaba eran paciencia y perseverancia. "Los animales solo se comportarán tal vez una vez al día, así que si asustas al animal, has perdido ese día", dice.
Por ejemplo, uno de los experimentos involucró poner a los animales en una pista que los llevó a una nueva posición y ver hacia dónde se dirigían desde allí. "Si la pista es demasiado irregular o va demasiado rápido, se asustan y simplemente no"Compórtate", dice Patel. "Así que tuve que diseñar el experimento para que fuera tan suave que no se dieran cuenta de que los estaban moviendo".
Nuevas preguntas
Toda la paciencia de Patel ha valido la pena con nuevos hallazgos que abren una serie de preguntas futuras para responder. Si bien la integración del camino está bien documentada en otras especies, los camarones mantis son los primeros en demostrar la técnica bajo el agua. Mirando hacia el cieloa través del agua es una visión muy diferente a hacerlo a través del aire, por lo que Patel siente curiosidad por cómo el proceso de los animales es diferente de otras especies.
Patel también está interesado en última instancia en la base neuronal del comportamiento de navegación, pero "antes de que pueda investigar lo que está sucediendo en el cerebro, debe comprender lo que está haciendo el animal", dice. "Así que por eso me concentré realmente en el comportamientotrabajo, para descubrir qué está haciendo el animal y qué tipo de estímulos son apropiados para mostrarle al animal que podemos usar para investigar su neurología ".
Hasta ahora, otro trabajo ha demostrado que una región del cerebro llamada complejo central tiene asombrosas similitudes entre insectos y camarones mantis. Esto es especialmente interesante teniendo en cuenta qué tan separadas están las abejas y los camarones en el árbol de la vida. El complejo central es conocido porcontribuye a la navegación en las abejas, por lo que Patel está intrigado por aprender más sobre su función en los camarones mantis. Alice Chou, otra estudiante graduada en el laboratorio de Cronin, también está investigando las estructuras cerebrales de los camarones mantis.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad de Maryland, condado de Baltimore . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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