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发光的千足虫生殖器帮助科学家分辨物种
2019年04月24日    阅读量:487     新闻来源:中国风格网 stylechina.com    |  投稿

有时候,科学家很容易将动物的种类分开 - 它们的形状或颜色会明显不同。在其他场合,完全不同的物种看起来几乎相当于裸眼。在这种情况下,科学家们希望向DNA评估等方法展示它们中国风格网stylechina.com。或者,就像菲尔德博物馆的研究人员在学习一些几乎相同的千足虫时发现的那样,你通常可以简单地在它们上面照射黑光,在紫外线温和的地方,完全不同物种的生殖器的成分会发出完全不同的颜色。


“本文正在审查和整理和综合我们对这些北美千足虫种类的了解,”菲拉德·西尔瓦尔德说,他是该领域的联合策展人,也是一篇论文的主要撰稿人,描述了林奈社会动物学杂志的研究结果。,以及菲尔德理工学院和加州大学戴维斯分校的合作作者。


千足虫是节肢动物,蜈蚣的亲属和蜘蛛和昆虫的远亲。它们有许多腿,但是它们的身份所隐含的“千”不远 - 本文中的那些,在Pseudopolydesmus属中,有70周。“蛛形纲似蜘蛛都是掠食者,但千足虫是覆盖物,它们是'废物管理,“Sierwald解释说。这项研究的物种在日本美国各地被发现,从加拿大到佛罗里达州,他们居住在森林地板上的无用叶子的地方,但它们不是很华丽的样子:它们长半英寸,它们的外骨骼是棕色的。他们的生殖器虽然有点特别。


雄性千足虫的精子从第二对腿后面的缝隙中出来。他们的第七对腿被称为gonopods,它们通常专门用于将精子转移到女性千足虫的外阴,这是在她的第二对腿后面。“我们认为,他将他的gonopods浸入他的射精液中,这是一种蓝色液体,然后他去寻找一位女性,用他的精子在他的gonopods上四处走动,”Sierwald解释道。“男性的gonopods具有所有这些特殊功能,小旋钮和东西。其中一些看起来像牙刷上的刷毛。” 在UV温和的情况下,完全不同的gonopods之间的变化更加生动。


从早期的研究中可以看出,紫外线温和下的千足虫可以看到不同的节肢动物在相似的情况下发光。当动物被暴露于UV温和时,来自阳光的能量与动物外骨骼内的特定蛋白质相互作用,使它们在被称为荧光的过程中发出温和的光。“我们发现许多千足虫的生殖器部分在紫外线下会发出荧光,所以我们开发了一种捕获它的成像方法,”Sierwald说。


拍摄发光的千足虫生殖器的图像比完成的更简单。“这些千足虫非常小,而且它们的生殖器甚至更小,”Sierwald说。获得微小样本照片的一种方法是使用扫描电子显微镜,但在这种情况下这不是最好的 - 该方法需要在一层薄薄的金层上涂覆样品,以便电子从它上面反弹之后,检测器共同放置显示电子偏转位置的图像。由于在此分析中使用的许多千足虫标本已经很早(最早的是在1887年收集)并且在科学上有所帮助,研究人员需要发现一种新方法来研究标本而不损坏标本。相反,Sierwald的合着者,菲尔德博物馆的分析助理Stephanie Ware开发了一种全新的方法来拍摄非常微小的问题。


“我们在电动升降机上安装了一个摄像头,可以让我们以微小的量向摄像头移动。每次移动时,标本的不同部分都会聚焦,而其余大部分都会失焦,一张照片,“韦尔说。“最后,我们有10到70张照片,我们使用特殊的软件,可以找出每张照片中的焦点,并将它们拼接成一个整个样本聚焦的图像。您可以获得非常详细的图像和你根本不必损坏标本。“


洁具在紫外线下温柔地拍摄千足虫的gonopods,在随后的照片中,看到细节要简单得多。有些物种的生殖器有多种颜色; 在其他方面,紫外线照明使得不同形状的组件更加突出。


目前尚不清楚为什么千足虫已经发育出发光的生殖器 - 据我们所知,它们实际上看不到发光。“千足虫看不太好,他们看不到图像。我不知道他们是否看到任何颜色,”西尔瓦尔德说。“我认为荧光是角质层的神器或副产品,是gonopod的覆盖物。也许它会使角质层变得更强,但这是我们并不真正理解的东西。”


但是,尽管发光的gonopods背后的动机仍然是惊悚片,科学家已经准备好利用它们来区分物种。通过分析Ware的图像,Sierwald和她的同事们已经能够将标本分成八个独立的物种 - 比科学家事先承认的少4个。“在某些方面,它与描述一个新物种相反 - 我们能够将一些不能分开的物品放回原处,”Sierwald说。


能够正确地将物种区分开来 - 即使是像千足虫一样谦逊的动物物种 - 对科学家来说至关重要。“千足虫研究的一个好处是我们可以将它们用作环境指标,”Sierwald解释说。“通过收集它们并观察不同物种随时间分布的位置,我们可以了解气候和环境的变化。千足虫对它们的生态系统非常重要 - 它们是分解器,可以将腐烂的叶凋落物中的养分释放回土壤。 “


Sierwald说,过去这些功能,“我们做这项研究是因为它告诉我们世界是如何运作的。”


这项研究由弗吉尼亚理工学院的共同作者Derek Hennen和Paul Marek以及加州大学戴维斯分校的Paul Marek共同完成。


标签:今日头条技术发展自然科学
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