雷切尔·梅尔兹
名誉生物学
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在我的实验室,我们从生物力学的角度研究生态和进化问题。我们借用工程的理论和技术,将它们应用于生物系统。以下是两个最近的例子:
(1)测试假设的功能多毛纲的刚毛。
的多毛纲的环节动物已经存在了6亿多年,多元化生活在几乎所有的海洋生态系统以及一些淡水系统。在许多栖息地这些蠕虫养分循环中扮演关键性的角色,是食物链的重要部分。尽管如此,有实质性的差距我们对大多数物种的生物学的理解。
多毛类通常有几丁质的毛发状结构称为刚毛(= chaete)扩展从身体的墙。这些结构可能在塔夫茨与脚捆绑在一起(parapodia)或在某些情况下,他们发生在行或圆环面包围了整个身体。刚毛有不同的形状和雕塑和分布对这些虫子的尸体。
图1所示。扫描电子显微图的关节复合或有节的刚毛Ophiodromus pugettensis。
图2。扫描电子显微图连接刚毛的Sabellastarte华丽号。
每个物种都有一个独特的选择和刚毛的分布。我们想知道不同刚毛及其分布的形状如何影响其功能的蠕虫熊。
我们已经发现,有节的刚毛帮助移动蠕虫通过提供更好的接触下层移动得更快。
图3。比较每个步态的顶级运动的速度的变化前后setal关节被移除。动物的完整的关节没有一致的模式的变化(对角线条纹)。的动物关节被移除的一般减少性能(固体黑色酒吧)。(来自:梅尔兹,r . 1998 a和d·r·爱德华兹。Jointed-setae——他们的角色在运动和步态转换多毛纲的蠕虫。在出版社,j·e·m·b·e·)
我们也证明tube-dwelling多毛类、钩刚毛作为锚。
图4。预测钩子的方向相对于管形状和位置的空缺。固体水平线代表沉积物表面。(来自:Woodin, s . a ., 1987 r·a·梅尔兹。持有的钩子:锚蠕虫。进化41 (2):427 - 432。)
(2)流动的作用流住昆虫的生物学。
流住昆虫的生命是由水的运动。它带来食物,消除浪费,分配个人和生产力量(升力和阻力),不断地采取行动,重新定位的动物。了解具体方式流的行为我们已经研究了悬浮喂养幼虫的黑色飞,Simulium vittatum。我们的实验是在实验室完成的坦克和精心设计的流在不同的网站。
我们已经能够证明这些昆虫幼虫的姿势都依赖水和食物浓度的速度在水里。
图5。模型显示水的增加速度产生变化的姿态幼虫黑飞取决于它生活的速度梯度。(来自:哈特,D D。,R. A. Merz, S. J. Genovese and B. D. Clark 1991. Feeding postures of suspension-feeding larval black flies: the conflicting demands of drag and food acquisition.环境科学85:457 - 463)。
我们也发现,黑蝇的幼虫可以避免他们的天敌,扁形虫Dugesia dorotocephala,通过定位在高流量环境中他们也收到效益增加喂食。
图6。幼虫之间分配遇到黑蝇和掠夺triclads取决于水速度。慢治疗(745 rpm, triclads可以攻击流的幼虫在竞技场(区域1 - 7)。在更高的速度(1085 rpm),然而,triclads几乎被排除在最快流的区域(区域6、7)。(来自:汉森,r。,1991年d·d·哈特和r·a·梅尔兹。流调节捕食triclad扁形虫和幼虫黑蝇之间的相互作用。Oikos60:187 - 196。)
这些结果已经证实,看到:哈特,d·d·r·a·梅尔兹。1998。捕食者-猎物在底栖生物流社区互动:血流介导避难所的现场试验。环境科学114:263 - 273。
