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Dies ist eine Geschichte von Schlangen, Inseln und Studenten. Beginnen wir mit den Schlangen.
Unter den vielen verschiedenen Schlangenarten befinden sich die Constrictors: Boas und Pythons. Sie sind nahe Verwandte, die vor Millionen von Jahren auseinander gingen. Pythons kommen sowohl in der Alten Welt (Afrika und Asien) als auch in Australien vor. Boas (Familie Boidae) kommen in der Neuen Welt (Nord-, Mittel- und Südamerika einschließlich einiger Karibikinseln) vor. Sie alle töten ihre Beute, indem sie sie umwickeln und zu Tode drücken.
Unter den Boas gibt es eine Inselform in Belize, die für Naturschützer, Ökologen und in letzter Zeit für Verhaltensbiologen von Interesse ist. Dies ist die Miniaturboa von Snake Cayes, einer Inselgruppe vor der Küste von Südbelize. Wenn ich "Miniatur" sage, meine ich, dass sie eine Länge von 30 cm bis etwa 2 Meter haben. Dies ist klein im Vergleich zu den Festlandboas derselben Art, die eine Länge von 4 Metern erreichen können.
Tierpopulationen, die auf Inseln leben, weisen häufig Größenunterschiede zu denen auf dem Festland auf. Mittlere und größere Säugetiere wie Hirsche neigen dazu, auf Inseln kleiner zu sein, kleine Säugetiere wie Nagetiere neigen dazu, größer zu sein. So etwas kann auch bei Schlangen passieren.
Allison Hall (links) sagt: „Es ist normal, ein bisschen Angst vor Schlangen zu haben, aber man steigt wirklich in das Projekt ein und lernt, die Tiere zu lieben.“ Amanda Hayes ist auf der rechten Seite. (Bild bereitgestellt von Dickinson News and Events) Scott Boback ist ein Experte für diese Tiere, und seit er ein Doktorand an der Auburn University war, hat er versucht, die Frage zu beantworten: "Wie und warum sind diese Schlangen klein?"
Die wahrscheinlichsten Erklärungen für Größenunterschiede scheinen entweder die Ernährung oder andere Merkmale der Umwelt oder die Genetik zu sein. Vielleicht gibt es auf den Inseln nur eine begrenzte Nahrungsversorgung, so dass Schlangen langsam wachsen und es daher nur wenige oder keine großen gibt. Es würde so lange dauern, bis sie so groß waren, dass sie irgendwo auf der Strecke ihren Tod gefunden hätten. Alternativ könnte es sein, dass Schlangen, die langsam wachsen oder beinahe aufhören zu wachsen, wenn sie sich einer bestimmten Größe nähern, länger überleben oder sich effektiver vermehren (wahrscheinlich, weil das Nahrungsangebot begrenzt ist). Wenn ja, würden die Gene, die am Wachstum beteiligt sind, durch natürliche Selektion geformt, und im Laufe der Zeit wären die Inselschlangen klein, weil sie genetisch unterschiedlich sind. Sie können sich leicht vorstellen, wie die beiden Prozesse zusammenarbeiten würden, möglicherweise mit anfänglichen Umwelteinflüssen, aber mit der Zeit auftretenden genetischen Veränderungen.
Boback kam schließlich zu einem Schluss über die geringe Größe der Inselboas. Er sagte mir kürzlich: „Wir haben festgestellt, dass der Zwergwuchs auf den Inseln eine genetische Komponente hat. Wir glauben jedoch, dass es tatsächlich eine Kombination von genetischen und ökologischen Effekten ist, die letztendlich die Größe der Inselboa bestimmen. Das heißt, die Wachstumsraten sind zwischen Insel- und Festlandboas unterschiedlich, und dies scheint teilweise durch die Genetik bestimmt zu werden. “(Siehe unten für den Verweis auf seine Arbeit zu dieser Forschung.)
In jüngerer Zeit haben Boback und seine Studenten am Dickinson College eine andere Frage zu Boas gestellt: Woher wissen sie, wann sie aufhören sollen, ihre Beute zu quetschen? Dies ist eine interessante Frage, da, wie Sie sich vorstellen können, die Kontraktion eines Großteils der Muskeln im Körper über einen längeren Zeitraum sehr kostspielig ist. Das Loslassen der Beute, bevor sie vollständig tot ist, kann jedoch zum Verlust einer Mahlzeit führen. Als informelles Experiment habe ich in den letzten zwei Tagen fünf verschiedenen Menschen diese Frage gestellt, nachdem ich Bobacks Forschungen gelesen hatte, und alle gaben ungefähr die gleiche Antwort: Die Schlangen ließen los, wenn die Beute tot ist und hör auf zu kämpfen.
Nun, es stellt sich heraus, dass wir Wissenschaft betreiben, um uns als falsch zu erweisen, denn das ist nicht die Antwort. Boback vermutete einen bestimmten Mechanismus, und seine Schüler, die in ihrem Labor in Dickinson eine Kolonie dieser Boas unterhielten, entwickelten ein brillantes Experiment. Sie nahmen eine Reihe toter Ratten, die normalerweise an die Schlangen verfüttert wurden, und installierten Roboterherzen in ihnen. Als die Schlangen die Ratten einschnürten, durften die Herzen eine Weile schlagen, dann wurden sie ausgeschaltet. Kurz darauf lockerten die Schlangen ihren Griff und ließen los.
Es stellt sich heraus, dass Boas in der Lage sind, einen Herzschlag in der Beute zu erkennen, und sie verwenden diese Informationen, um zu bestimmen, wie viel Druck sie ausüben müssen. Schlangen, die niemals lebende Beute getötet oder gefressen hatten, verhielten sich genauso wie Schlangen, die Erfahrung mit lebender Beute hatten, was darauf hindeutet, dass dieses Verhalten angeboren und nicht erlernt ist.
"Viele von uns betrachten Schlangen als mutige Killer, die nicht in der Lage sind, komplexe Funktionen zu erfüllen, die wir normalerweise höheren Wirbeltieren vorbehalten", sagt Boback. "Wir haben etwas anderes herausgefunden und schlagen vor, dass diese bemerkenswerte Sensibilität ein entscheidender Fortschritt war, der den Erfolg der gesamten Schlangengruppe begründet hat."
Eines der netten Dinge an diesem Projekt ist, dass es die Bemühungen von Forschern im Grundstudium beinhaltete. Die Studenten beteiligten sich nicht nur an der Forschung, sondern halfen auch bei der Erstellung des Peer-Review-Papers und sind als Autoren aufgeführt. Katelyn McCann, Studentin dieses Projekts und jetzt Koordinatorin für klinische Forschung am Kinderkrankenhaus in Boston, erklärt: „Ich habe den echten kooperativen Charakter der Forschung sowie die Stunden der selbständigen Arbeit, die in das Projekt einfließen, erlebt Endprodukt. Wenn ich jetzt in der Forschung arbeite, habe ich das Gefühl, dass ich die wissenschaftliche Methode und das, was in einem Studium steckt, wirklich verstehe. " Es ist die grundlegendste Ebene des Lernens in der Wissenschaft, da der Student aktiv am Entdeckungsprozess teilnimmt. “
Quelle:
Boback, S., Hall, A., McCann, K., Hayes, A., Forrester, J. und Zwemer, C. (2012). Die Schlange moduliert die Verengung als Reaktion auf den Herzschlag der Beute. Biology Letters DOI: 10.1098 / rsbl.2011.1105
Boback, SM und DM Carpenter. 2007. Körpergröße und Kopfform bei Inselboas (Boa constrictor) in Belize: Umwelt versus genetische Beiträge. Seiten 102-116 in RW Henderson und R. Powell, Herausgeber. Biologie der Boas, Pythons und verwandten Taxa. Eagle Mountain Publishing, Eagle Mountain, UT.
Weitere Informationen zu dieser Geschichte stammen von Dr. Scott Boback und einer Pressemitteilung vom Dickinson College.
