Joseph Schulz, ein Biologe am Occidental College in Los Angeles, untersucht die Biomechanik, wie Kegelschnecken ihre Harpunen feuern, und führte die Bemühungen, das Phänomen zu dokumentieren.
Schulz ‚ Team verwendete Katzenkegel, eine kleine, fischjagende Kegelschneckenart mit etwa 1 bis 2 Zoll langen Muscheln. Ihr Jagdanhang — eine fleischige, ausziehbare Röhre, die Rüssel genannt wird-ist durchscheinend wie Milchglas. Das erlaubte den Wissenschaftlern, die Harpune, die im Rüssel ruht, zu sehen und ihre Bewegung zu filmen.,
Um den Harpunenfeuervorgang aufzuzeichnen, mussten die Forscher die Kegelschnecken trainieren, ihren Rüssel über einen stark beleuchteten Trog zu strecken und den harpoonähnlichen Zahn am anderen Ende in eine fischartige Membran zu schießen.
„Es ist nicht wie ein Film von einem Kolibri wingbeat,“ sagte Schulz., „Wir mussten genug Licht durch den Rüssel leiten, um den Zahn hervorzuheben.“
Die Beleuchtung war so hell,dass die Wissenschaftler während der Experimente eine Sonnenbrille tragen mussten.
Das Team startete die Hochgeschwindigkeitsaufnahmen mit einer Aufnahmegeschwindigkeit von 8.000 Bildern pro Sekunde. Aber es konnte nicht mit der Geschwindigkeit des Kegelschneckenschlags übereinstimmen. Sie mussten die Bildrate auf bis zu 58.000 Bilder pro Sekunde erhöhen, um die Bewegung der Harpune vollständig einzufangen.,
Im Vergleich dazu werden Zeitlupenwiederholungen in Baseball – und Fußballspielen normalerweise mit 500 Bildern pro Sekunde gefilmt, sagte Toni Lucatorto, Produktmanager bei Vision Research, dem Unternehmen, das die Hochgeschwindigkeitskamera herstellt, die Schulz und seine Kollegen verwenden.
Von Anfang bis Ende, die Harpune Flug dauert weniger als 200 Mikrosekunden. Das ist eine fünftausendstel Sekunde. Es startet mit einer Beschleunigung, die einer Kugel entspricht, die mit einer Pistole abgefeuert wurde.
Damit ist die Kegelschnecke in guter Gesellschaft, ungefähr gleich der Beschleunigung, mit der Fallenkieferameisen ihre Unterkiefer schließen und Mantis-Garnelen mit ihren zerschlagenen Armen Beute schlagen. Das Team schließt Messungen und Berechnungen für eine bevorstehende wissenschaftliche Veröffentlichung ab.,
Wie ziehen diese sitzenden Schnecken eine so hohe Oktanzahl ab? Hydrostatischer Druck — der Druck von Flüssigkeit-baut sich in der Hälfte des Rümpfels der Schnecke auf, die ihrem Körper am nächsten ist und hinter einem engen O-Ring aus Muskeln eingeschlossen ist. Wenn es Zeit zum Zuschlagen ist, entspannt sich der Muskel und die giftige Flüssigkeit schlägt in die Knollenbasis der Harpune. Dieser Druck bringt die Harpune in die ahnungslose Beute der Schnecke.
So schnell die Harpune startet, kommt sie noch abrupter zum Stillstand., Die Basis der Harpune wird am Ende des Rüssel gefangen, so dass die Schnecke in ihrer Mahlzeit rollen kann.
Mit der Harpune hört die Hochgeschwindigkeitsaktion nicht auf. Kegelschneckengift wirkt schnell und unterdrückt Fische in wenigen Sekunden. Das Gift ist mit einzigartigen Molekülen gefüllt, die allgemein als Conotoxine bezeichnet werden.
Einzelne Schnecken können laut Frank Marí, Biochemiker am National Institute of Standards and Technology in Charleston, South Carolina, bis zu 1.000 verschiedene Giftkomponenten herstellen.,
Marí untersucht die von Meeresorganismen produzierten Chemikalien mit besonderem Fokus auf Kegelschnecken und Konotoxine. Viele Kegelschnecken seien giftig, sagte er, was sie von anderen Mollusken unterscheidet.
Die Zusammensetzung von Kegelschneckengift variiert von Art zu Art und sogar zwischen Individuen derselben Art, wodurch eine Bibliothek potenzieller neuer Medikamente entsteht, die Forscher gerne abbauen möchten. In Kombination wirken diese Chemikalien zusammen, um die Beute einer Kegelschnecke schnell zu lähmen., Einzeln können einige Moleküle aus Kegelschneckengift eine Schmerzlinderung ohne Opioid bewirken und möglicherweise Parkinson oder Krebs behandeln, sagte Marí.
„Sie haben eine riesige Bibliothek potenzieller Verbindungen, die medizinische Zwecke haben, und wir haben kaum die Spitze des Eisbergs berührt“, sagte er.
Um Gift von den Schnecken in seinem Labor zu sammeln, hat Marí sie trainiert, ihre Harpunen durch einen Film zu feuern und Gift in eine kleine Röhre zu injizieren. Schulz „melkt“ auch Kegelschnecken in seinem Labor.,
Schulz konzentriert sich auf eine Gruppe von cone snail verbindungen genannt neuroexcitatory Peptide. Dies sind kleine Moleküle, die Zellen im Nervensystem aktivieren., Zu verstehen, wie sie funktionieren, könnte eines Tages nützlich sein, Rückenmarksverletzungen zu behandeln, indem Neuronen aktiver werden, sagte er, oder Bedingungen zu behandeln, bei denen die Muskeln, die Nahrung durch den Verdauungstrakt bewegen, nicht mehr richtig funktionieren.
Und wenn Forscher mehr über diese Peptide erfahren, kann es Anwendungen geben, die sie sich nicht vorgestellt hatten, sagte Schulz.