Joseph Schulz, en biolog ved Occidental College i Los Angeles, studier biomekanikk av hvordan membran snegler brann sine harpuner, og ledet arbeidet med å dokumentere fenomen.
Schulz ‘ s team brukes katt kjegler, en liten, fiske-jakt på arter av membran snegl med skjell ca 1 til 2 inches lang. Deres jakt vedheng — en kjøttfull, utvides rør som kalles en snabel — er gjennomsiktige, som frostet glass. Som tillot forskerne å vise harpun, som hviler i snabelen, og filmen sin bevegelse.,
for Å registrere harpun-skyting prosessen, hadde forskere til å trene membran snegler til å utvide sin snabel ned et sterkt belyst gjennom og skyte harpoonlike tann i en fisk-duftende membran på enden.
«Det er ikke som en film av en hummingbird wingbeat,» Schulz sa., «Vi måtte passere nok lys gjennom snabelen for å markere tann.»
lyset var så sterkt at forskerne måtte ha solbriller i løpet av eksperimenter, la han til.
laget startet med høy hastighet filming ved hjelp av en opptakshastighet på 8000 bilder per sekund. Men det kunne ikke matche hastigheten av membran snegl streik. De måtte støte bildefrekvens og hele veien opp til 58,000 rammer per sekund for å fullt ut fange opp de harpun er bevegelse.,
Ved sammenligningen, slow-motion repriser i baseball og fotball spill er vanligvis filmet på 500 bilder per sekund, sa Toni Lucatorto, et produkt manager med Visjonen Forskning, selskapet som produserer high-speed kamera som Schulz og hans kolleger bruk.
Fra start til slutt, harpunen flytur tar mindre enn 200 mikrosekunder. Det er en fem-tusendel av et sekund. Det starter med en akselerasjon tilsvarer en kule avfyrt fra en revolver.
Dette setter membran snegl i fint selskap, omtrent lik akselerasjon som felle-kjeve maur snap deres mandibles stengt og mantis reker strike byttedyr med sine knusende armer. Teamet er ferdigstille målinger og beregninger for en kommende vitenskapelig publisering.,
Så hvordan gjør disse stillesittende snegler trekk av en slik høy-oktan prestasjon? Hydrostatisk trykk — presset fra væske — bygger i halvparten av snegl er snabel nærmest kroppen sin, låst bak en stram O-ring av muskler. Når det gjelder tid til å streike, musklene slapper av, og venom-laced væske slag i harpun er oppsvulmede base. Dette trykket lanserer harpun ut i snegl er intetanende ofre.
Så fort som harpun lanserer kommer det til en enda mer brå stopp., Bunnen av harpun blir fanget på slutten av snabelen, slik at snegl kan hjuls i sitt måltid.
høy hastighet handlingen stopper ikke med harpun. Membran snegl giften virker fort, kue fisk i så lite som et par sekunder. Giften er fylt med unike molekyler, generelt referert til som conotoxins.
Enkelte snegler kan produsere opp til 1000 forskjellige venom komponenter, ifølge Frank Marí, en biokjemiker med National Institute of Standards and Technology i Charleston, Sør-Carolina.,
Marí studier kjemikalier produsert av marine organismer, med et særlig fokus på membranen snegler og conotoxins. Mange membran sneglene er giftige, sa han, som skiller seg ut fra andre bløtdyr.
sammensetningen av membran snegl venom varierer fra art til art, og til og med mellom individer av samme art, og skaper et bibliotek av potensielle nye legemidler som forskere er ivrige etter meg. I kombinasjon, disse kjemikaliene fungerer sammen for å raskt lamme en kjegle snegl er byttedyr., Individuelt, noen molekyler fra kjegle snegl giften kan gi ikke-opioid smertelindring, og potensielt kunne behandle Parkinson ‘ s sykdom eller kreft, Marí sa.
«Du har et stort bibliotek av potensielle forbindelser som har medisinske formål, og vi har knapt rørt toppen av isfjellet,» sa han.
for Å samle inn bilder fra snegler i sin lab, Marí har trent dem til brann sine harpuner gjennom en film og injisere gift inn i en liten tube. Schulz også «milks» kjegle snegler i sin lab på samme måte.,
Schulz fokuserer på en gruppe av membran snegl forbindelser kalt neuroexcitatory peptider. Disse er små molekyler som aktiverer cellene i nervesystemet., Å forstå hvordan de fungerer kan en dag være nyttig i behandling av ryggmargsskade ved å få nevroner mer aktiv, han sa, eller behandling av forhold som musklene som beveger seg mat gjennom fordøyelseskanalen slutte å fungere riktig.
Og, som forskere lære mer om disse peptider, det kan være programmer som de ikke hadde forestilt seg, Schulz sa.