Joseph Schulz, un biologo dell’Occidental College di Los Angeles, studia la biomeccanica di come le lumache a cono sparano i loro arpioni e ha guidato gli sforzi per documentare il fenomeno.
Il team di Schulz ha utilizzato cat coni, una piccola specie di lumaca a cono a caccia di pesci con conchiglie lunghe da 1 a 2 pollici. La loro appendice di caccia-un tubo carnoso ed estensibile chiamato proboscide – è traslucida, come il vetro smerigliato. Ciò ha permesso agli scienziati di vedere l’arpione, che si trova all’interno della proboscide, e filmare il suo movimento.,
Per registrare il processo di cottura degli arpioni, i ricercatori hanno dovuto addestrare le lumache a cono ad estendere la loro proboscide lungo un trogolo pesantemente illuminato e sparare il dente simile a un arpione in una membrana profumata di pesce all’estremità più lontana.
“Non è come un film di un colibrì wingbeat”, ha detto Schulz., “Abbiamo dovuto passare abbastanza luce attraverso la proboscide per evidenziare il dente.”
L’illuminazione era così brillante che gli scienziati hanno dovuto indossare occhiali da sole durante gli esperimenti, ha aggiunto.
Il team ha iniziato le riprese ad alta velocità utilizzando una velocità di registrazione di 8.000 fotogrammi al secondo. Ma non poteva eguagliare la velocità del colpo di lumaca cono. Hanno dovuto urtare il frame rate fino a 58.000 fotogrammi al secondo per catturare completamente il movimento dell’arpione.,
In confronto, i replay al rallentatore nelle partite di baseball e di calcio sono solitamente girati a 500 fotogrammi al secondo, ha dichiarato Toni Lucatorto, product manager di Vision Research, l’azienda che produce la telecamera ad alta velocità che Schulz e i suoi colleghi usano.
Dall’inizio alla fine, il volo dell’arpione richiede meno di 200 microsecondi. E ‘ un cinquemillesimo di secondo. Si lancia con un’accelerazione equivalente a un proiettile sparato da una pistola.
Questo mette la lumaca cono in bella compagnia, all’incirca uguale all’accelerazione con cui le formiche trappola-mascella schioccare le mandibole chiuse e gamberetti mantide colpire la preda con le loro braccia smashing. Il team sta ultimando misurazioni e calcoli per una prossima pubblicazione scientifica.,
Quindi, come fanno queste lumache sedentarie a tirare fuori un’impresa così alta? La pressione idrostatica — la pressione del fluido-si accumula all’interno della metà della proboscide della lumaca più vicina al suo corpo, bloccata dietro un O-ring stretto di muscoli. Quando arriva il momento di colpire, il muscolo si rilassa e il liquido venom-allacciato colpisce la base bulbosa dell’arpione. Questa pressione lancia l’arpione nella preda ignara della lumaca.
Veloce come l’arpione lancia, si tratta di un arresto ancora più brusco., La base dell’arpione viene catturata alla fine della proboscide in modo che la lumaca possa annaspare nel suo pasto.
L’azione ad alta velocità non si ferma con l’arpione. Cono lumaca veleno agisce veloce, subduing pesce in appena pochi secondi. Il veleno è pieno di molecole uniche, ampiamente denominate conotossine.
Le singole lumache possono produrre fino a 1.000 diversi componenti di veleno, secondo Frank Marí, biochimico del National Institute of Standards and Technology di Charleston, nella Carolina del Sud.,
Marí studia le sostanze chimiche prodotte dagli organismi marini, con particolare attenzione alle lumache a cono e alle conotossine. Molte lumache cono sono velenose, ha detto, che li distingue da altri molluschi.
La composizione del veleno di lumaca cono varia da specie a specie, e anche tra individui della stessa specie, creando una libreria di potenziali nuovi farmaci che i ricercatori sono desiderosi di miniera. In combinazione, queste sostanze chimiche lavorano insieme per paralizzare rapidamente la preda di una lumaca cono., Individualmente, alcune molecole dal veleno di lumaca cono in grado di fornire sollievo dal dolore non oppioidi, e potrebbe potenzialmente trattare il morbo di Parkinson o il cancro, Marí ha detto.
“Hai un’enorme libreria di potenziali composti che hanno scopi medicinali, e abbiamo appena toccato la punta dell’iceberg”, ha detto.
Per raccogliere il veleno dalle lumache nel suo laboratorio, Marí li ha addestrati a sparare i loro arpioni attraverso un film e iniettare il veleno in un piccolo tubo. Schulz “munge” anche le lumache del cono nel suo laboratorio allo stesso modo.,
Schulz si concentra su un gruppo di composti di lumaca cono chiamati peptidi neuroeccitatori. Queste sono piccole molecole che attivano le cellule nel sistema nervoso., Capire come funzionano potrebbe un giorno essere utile nel trattamento delle lesioni del midollo spinale ottenendo i neuroni più attivi, ha detto, o nel trattamento di condizioni in cui i muscoli che muovono il cibo attraverso il tratto digestivo smettono di funzionare correttamente.
E, man mano che i ricercatori imparano di più su questi peptidi, potrebbero esserci applicazioni che non avevano immaginato, ha detto Schulz.