世界上最快的肌肉如何創(chuàng)造出四種獨(dú)特的鳥類
當(dāng)雄性大胡子的manakin以閃電般的速度捕捉它的翅膀時(shí),它不僅僅是精心設(shè)計(jì)的雜技交配儀式的一部分。根據(jù)維克森林大學(xué)生物學(xué)家Matthew Fuxjager 在eLIFE期刊上發(fā)表的一項(xiàng)新研究,這種奇異的鳥類正在進(jìn)行繁重的繁殖,這也是這種奇異鳥類進(jìn)化為四種不同物種的原因。
Fuxjager之前的研究表明,這種小胡子的manakin,長度超過4英寸,重約半盎司,是所有脊椎動(dòng)物中最快的四肢肌肉之一。在精心設(shè)計(jì)的求愛舞蹈中,它使用這種肌肉 - 肩胛骨 - 以一種速度如此之快地制造出獨(dú)特的“滾動(dòng) - 快速”運(yùn)動(dòng),這是人眼無法察覺的。當(dāng)機(jī)翼連接在背部上方時(shí),滾動(dòng)按扣會(huì)產(chǎn)生機(jī)械彈跳聲,這一切都是為了吸引女性的注意力。
Fuxjager的新研究,“對雜技求愛行為的生理約束是胡須manakins快速同情物種形成的基礎(chǔ)”,由美國國家科學(xué)基金會(huì)資助。研究團(tuán)隊(duì)包括Wake Forest博士生Meredith Miles。
Wake Forest的生物學(xué)助理教授Fuxjager和該研究的主要調(diào)查員,研究了30萬年前manakins如何共享一個(gè)共同的祖先,然后迅速分成四種:白胡子的manakins到金色的manakins,然后到白色 - 棕色和橙色領(lǐng)子的manakins。他所有研究的核心目標(biāo)是了解動(dòng)物如何以及為何產(chǎn)生卓越的行為。
這項(xiàng)研究做了其他人很少做的事情:它不僅檢查了一小群動(dòng)物是如何進(jìn)化的,而且檢查它們的整體行為以及這些生物體中特定肌肉的表現(xiàn)。這種三管齊下的方法向研究人員展示了肌肉速度和性能如何影響分裂為四個(gè)物種。
Fuxjager前往巴拿馬和哥斯達(dá)黎加測量了manakin的scapulohumeralis caudalis在刺激時(shí)擴(kuò)張和收縮的速度,并比較了manakin roll-snap聲音顯示的記錄,以記錄物種之間的速度和持續(xù)時(shí)間的變化。模式顯示生理學(xué)的變化導(dǎo)致行為的變化 - 然后是四種馬納金物種的進(jìn)化。
Fuxjager說,對超高速肌肉的研究,例如胡須manakin的肩胛骨scapulohumeralis caudalis,可能會(huì)為研究ALS等疾病如何攻擊人類肌肉提供信息。
“人類對運(yùn)動(dòng)控制和肌肉表現(xiàn)很感興趣 - 是什么讓肌肉變得快速,是什么使它變得強(qiáng)壯,以及什么使它既快又強(qiáng),”他說。“了解這只鳥的超級肌肉是如何起作用的,可以讓我們更好地了解肌肉疾病以及如何治療它們。”
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