To je důvod, proč jsou krevety imunní vůči svým vlastním silným rázovým vlnám

Malá, ale mocná kreveta dokáže klepat drápy dostatečně silně, aby vyvolala rázovou vlnu, která omráčí její kořist. Jak tedy zní kreveta imunní vůči své zvukové zbrani? Vědci dospěli k závěru, že krevety jsou chráněny malou průhlednou helmou, která chrání tvora před jakýmkoli závažným neurologickým poškozením tlumením rázových vln. poslední papír Publikováno v časopise Current Biology.

The kousání krevetTaké známý jako kreveta pistolová, je to jeden z nejhlasitějších tvorů v oceánu, spolu s vorvaněm a velrybou beluga. Když je vypuštěno dostatečné množství těchto krevet najednou, hluk může dominovat akustické krajině pobřežního oceánu a někdy mást sonarové vybavení. Zdroj tohoto únosce: Působivý[[“ embedded=““ url=““ link=““ data-uri=“43cd44d57dabb43d860434b546b4b605″>set of asymmetrically sized claws; the larger of the two produces the snap. As I wrote at Gizmodo in 2015:

Each snapping sound also produces a powerful shock wave with sufficient oomph to stun or even kill a small fish (the shrimp’s typical prey)…. That shock wave in turn produces collapsing bubbles that emit a barely-visible flash of light. It’s a rare natural example of the phenomenon known as sonoluminescence: zap a liquid with sound, create some bubbles, and when those bubbles collapse (as bubbles inevitably do), you get sort bursts of light. I guess you could call it “shrimpoluminescence.”

Scientists believe that the snapping is used for communication, as well as for hunting. A shrimp on the prowl will hide in a burrow or similar obscured spot, extending antennae to detect any passing fish. When it does, the shrimp emerges from its hiding place, pulls back its claw, and lets loose with a powerful snap, producing the deadly shock wave. It can then pull the stunned prey back into the burrow to feed.

V roce 2020 vědci z Woods Hole Oceanographic Institution Oznámit výsledky Ze svých zkušeností se střelnými krevetami v nádržích v laboratoři, stejně jako z poslechu krevet v oceánu při různých teplotách vody. Došli k závěru, že jak teploty oceánů rostou se změnou klimatu, chňapkové krevety budou explodovat častěji a hlasitěji než dříve. Je to proto, že krevety jsou primárně studenokrevní živočichové, takže jejich tělesná teplota a úroveň aktivity budou reagovat na změny v jejich prostředí. Světové oceány by tak byly hlučnější.

Alexandra Kingston z University of Tulsa v Oklahomě a spoluautoři tohoto článku byli zvědaví, jak dělové krevety zvládají přežít silné rázové vlny produkované jejich chapadly, které mohou způsobit krátkodobé i dlouhodobé poškození zejména nervové tkáně. Kreveta musí mít na svém místě ochranné mechanismy a tým se domníval, že klíčem by mohl být poloprůsvitný orbitální kryt tvora – helmovité prodloužení jeho exoskeletu, který pokrývá oči a mozek. Mnoho druhů krevet překvapení má takové kryty, ale jiní korýši ne.

Takže Kingston a další. Vymyslel řadu behaviorálních experimentů při hledání úkrytu, aby ověřil tuto hypotézu. Své laboratorní krevety rozdělili do čtyř skupin. Dvěma z těchto skupin chirurgicky odstranili orbitální kukly a zbývajícím dvěma skupinám ponechali kukly nedotčené. Chycené krevety se obvykle stahují do pohodlné nory, když se cítí ohroženy nebo se ocitnou v neznámé oblasti. Vzhledem k tomu, že náhlé rázové vlny mohou způsobit poškození mozku, musí krevetám bez ochranných krytů trvat déle, než si najdou cestu do nory.

V experimentech byla skupina krevet bez pokrývky hlavy a skupina krevet s kapucí vystavena třem náhlým rázovým vlnám. Jako kontrola druhá skupina bez pokrývky hlavy a druhá maskovaná skupina nebyla vystavena rázovým vlnám. Čtyři skupiny krevet byly poté vypuštěny na jednom konci experimentálního dvora a tým upravil čas, který každému krevetu trvalo, než našel cestu do nory na druhém konci.

Výsledky: krevety vystavené rázovým vlnám okamžitě reagovaly na štípnutí, otřesy, roztočení nebo dokonce spadnutí, zatímco intaktní krevety na výstřely nereagovaly vůbec. Ve srovnání s ostatními třemi skupinami se krevetám bez lastur do nory také sedmkrát podařilo dostat se a vykazovali známky dezorientace a potíže s ovládáním končetin.

Co dělá orbitální kapoty tak účinnými tlumiči? Víčka mají na předním konci otvor a mezi vnitřním povrchem víčka a očima krevet je vrstva vody. „Navrhujeme, že když rázová vlna zasáhne plášť orbity, rychlé změny tlaku způsobí, že voda pod ní bude vytlačena čelním průduchem, pryč od hlavy krevety,“ napsali autoři. „Vytlačením vody může být část kinetické energie rázové vlny přesměrována a uvolněna.“

Následné experimenty to potvrdily. To dělá z orbitálních uzávěrů garnátů „první známý systém biologického štítu, který má takovou funkci,“ napsali autoři. Kingston a další. Věří, že jejich zjištění by mohla pomoci navrhnout účinnější ochranné pokrývky hlavy pro vojenský personál nebo jiné osoby, které se zabývají výbušninami a jinými silnými rázovými vlnami.

Kingston: „Je opravdu těžké zastavit tyto tlakové vlny“ Řekněte New Scientist. „Dokonce ani věci jako tradiční kevlarové brnění tyto rázové vlny nezastaví. Mohou těmito materiály cestovat. Moje skupina určitě doufá, že bude v budoucnu spolupracovat s materiálovými vědci a inženýry a možná i s armádou, aby se pokusili navrhnout něco, co by bylo účinnější než jen sekundární ochrana.“ [physical] výbuchová zranění.

DOI: Aktuální biologie, 2022. 10.1016 / j.cub.2022.06.042 (O DOI).