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Die Wissenschaft des Gewinnens Sprünge beim Calaveras County Frog Jumping Competition

Die meisten Wissenschaftler forschen in einem Labor oder arbeiten mit Berechnungen oder Simulationen am Computer. Einige arbeiten vor Ort, beobachten Tiere in freier Wildbahn oder graben Fossilien aus.

Hinzu kommt das Biologenteam der Brown University unter der Leitung von Henry Astley, das sich mit der Bewegung von Tieren befasst und Wissenschaft in einer deutlich weniger konventionellen Atmosphäre betrieben hat. Kürzlich reisten sie zum Jubiläum des springenden Frosches des Landkreises Calaveras im kalifornischen Angels Camp, das durch Mark Twains Kurzgeschichte von 1865 berühmt wurde, um 3124 der Sprünge zu filmen und zu analysieren und um herauszufinden, wie genau die Ochsenfrösche im Wettbewerb springen weit.

Kürzlich besuchte ein Team von Biologen das weltberühmte Springfrosch-Jubiläum von Calaveras County, um die Rekordsprünge der Amphibien und die Expertentechniken der Froschjockeys zu studieren. Alle Bilder mit freundlicher Genehmigung von Roberts Lab / Brown University

Die Idee sei mit der Erkenntnis entstanden, dass Experten-Frosch-Jockeys (jährliche Konkurrenten, die ihre eigenen Frösche mitbringen und sie zum Springen mit speziellen Techniken auffordern) weitaus besser als Wissenschaftler waren, die Tiere dazu zu bringen, große Entfernungen zu überwinden: Der längste Ochsenfrosch Der Sprung, der jemals in einem Labor aufgezeichnet wurde, betrug 4, 26 Fuß, während die Frösche beim Wettkampf diese Zahl regelmäßig übertrafen und manchmal 6 oder 7 Fuß sprangen.

Um herauszufinden, wie dies in Bezug auf Biomechanik, Muskelkraft und andere physiologische Grenzen möglich war, reiste die Gruppe zum Wettbewerb und dokumentierte ihre Ergebnisse in einem heute im Journal of Experimental Biology veröffentlichten Artikel. Sie erwischten Ochsenfrösche, die bis zu 3 Meter weit sprangen, und errechneten, dass die Frösche in 58 Prozent der Fälle den Laborrekord von 3 Meter weit übertroffen hatten.

Wie machen es diese Ochsenfrösche der Superlative? Die Daten zeigten, dass der seltsam wirkende Ansatz der Jockeys, die Frösche zu motivieren, offenbar wirklich einen großen Unterschied macht.

Jockeys nehmen ihr Handwerk ernst - abgesehen von dem Preisgeld von 50 US-Dollar für den Weltrekord gibt es die unermessliche Ehre, den weltweit bedeutendsten Froschspringwettbewerb zu gewinnen, der jährlich Tausende von Teilnehmern anzieht und auf das Jahr 1893 datiert. Diese Jockeys, so schreiben die Autoren, "Bringen ihre eigenen lokal gefangenen Frösche mit und sind ernsthafte Konkurrenten, die oft in Familiengruppen arbeiten, die über Generationen hinweg die Geheimnisse des Froschspringens weitergegeben haben."

Die Regeln schreiben vor, dass der Frosch jedes Teilnehmers drei Sprünge hintereinander ausführen darf, und die Entfernung jedes Sprungs wird zur Gesamtpunktzahl addiert. Der aktuelle Rekord, der 1986 von "Rosie the Ribiter" und Jockey Lee Giudici aufgestellt wurde, liegt bei 21 Fuß, 5 3/4 Zoll: 7, 16 Fuß pro Sprung. Im Durchschnitt beobachteten die Wissenschaftler, dass die Frösche der Jockeys beim jüngsten Jubiläum pro Versuch fast zwei Meter weit gesprungen waren.

Die Forscher waren jedoch erfreut festzustellen, dass sie nicht allein waren, weil sie von den Jockeys übertroffen wurden. Die „Leihfrösche“ des Jubiläums, die von Amateuren gemietet werden können, um selbst an der Konkurrenz teilnehmen zu können, lagen im Durchschnitt bei nur 1, 80 m pro Sprung, ähnlich wie im Labor.

Ein Teil der Erklärung für diese Diskrepanz ergab sich aus den Berechnungen der Wissenschaftler, die sie nach der Digitalisierung jedes gefilmten Sprungs anstellten, um eine detaillierte Analyse durchführen zu können. Diese zeigten, dass die Jockeys im Vergleich zu Leihfröschen eine höhere Startgeschwindigkeit hatten, in einem höheren Winkel sprangen als der Boden und mehr Arbeit mit ihren Beinmuskeln leisteten, als sie vom Boden sprangen.

Was ist der Grund für diese überlegene Leistung? Die Jockeys müssen genau die gleiche Froschart wie die Amateure verwenden, und die Forscher berichteten, dass sie äußerlich nicht allzu unterschiedlich aussahen.

Sie vermuteten, dass der Unterschied das war, was Astley "den Willen des Jockeys" nennt. In einer Presseerklärung erklärt er: "Der Frosch ahnt, ob Sie ein Wissenschaftler sind, der hofft, dass er gut springen wird, oder ein tödlicher Reptilien-ähnlicher Raubtier, der es ist." werde es essen. "

Um diesem tödlichen Raubtier zu ähneln, verfolgen Jockeys eine ritualisierte Strategie, die in den letzten Jahrzehnten weiterentwickelt wurde. In der Hocke reiben sie die Hinterbeine der Frösche und lassen sie dann ein Stück auf den Boden fallen. Einen Moment nachdem der Frosch gelandet ist, jagen sie ihm mit dem Kopf voran nach und schreien ihn an oder blasen ihn von hinten an. Anscheinend löst dieses Verhalten die Fluginstinkte der Frösche stark aus und veranlasst sie, die größtmögliche Entfernung zu springen.

Für die Forscher führte dies zu einer interessanten Frage: Stellen die Jubiläums-Sieben-Fuß-Sprünge den Höhepunkt der bloßen Ochsenfrosch-Fähigkeit dar? Ihre theoretischen Berechnungen, die auf unserem Wissen über die Muskelkraft, die Energie, die Sprunggeschwindigkeit und den Winkel der Frösche basieren, zeigen, dass die Antwort ja lautet - die Frösche können wahrscheinlich nicht weiter als diese Länge springen.

Diese Antwort wird durch historische Trends im Wettbewerb gestützt. In den ersten Jahrzehnten, in denen die Zahlen gehalten wurden, stieg der Rekord immer wieder sprunghaft an, und zwar von ungefähr 12 Fuß (für 3 kombinierte Sprünge) im Jahr 1930 auf fast 17 Fuß im Jahr 1953 auf 20 Fuß im Jahr 1976. Seitdem ist es war relativ stagnierend, schlich sich 1986 nur über 21 Fuß und blieb in den Jahren danach ungebrochen.

Diese Art von Trend deutet darauf hin, dass Jockeys die beste Methode durch Ausprobieren herausgefunden haben und dann gegen die physiologische Wand der Ochsenfrösche stoßen - und dass es Jockeys sind, die Meisterschaften gewinnen, wenn es um das Springen von Fröschen geht.

Die Wissenschaft des Gewinnens Sprünge beim Calaveras County Frog Jumping Competition