لماذا هذا الضفدع الصغير سيء للغاية في القفز؟

في اللحظة التي يقفز فيها علجوم اليقطين في الهواء ، يبدو كل شيء ممكنًا. الضفدع الصغير ، وهو بحجم نحلة العسل ولونه كلاودبيري، ليس لديه مشكلة في إطلاق نفسه عالياً عن الأرض. ولكن عندما يبدأ علجوم اليقطين في الارتفاع ، ينحرف شيء ما.

يبدأ جسم الضفدع بالدوران ، وأطرافه مفلطحة مثل نجم البحر. ثم يسقط ، وهو يتدحرج بلا رحمة حتى يهبط على مؤخرته أو رأسه ويتوقف عن غير قصد دواليب العجلة أو الخلف.

قال أندريه كونفيتي ، طالب دراسات عليا في جامعة بارانا الفيدرالية في البرازيل ، متظاهرًا من خلال تحريك إصبعه في الهواء عبر مكالمة Zoom: “بعض الرجال يدورون فقط”. “بعض الرجال يفعلون هذه وأضاف كونفيتي ، وهو يلوح بأصابعه في دوائر مثل العجلة المائية.

قال أمبر سينغ ، الذي سيصبح قريبًا طالب ماجستير في جامعة ولاية سان خوسيه: “الضفادع ترفرف في الهواء ، في الفضاء”.

علجوم اليقطين ، وهو ضفدع ولكنه ليس ضفدعًا ، رهيب جدًا في الهبوط بقفزاته لدرجة أن عدم كفاءته المطلقة أصبح موضوعًا للبحث العلمي. يقول فريق من الباحثين من الولايات المتحدة والبرازيل يضم كونفيتي وسينغ إن لديهم إجابة: إن الضفائر الصغيرة صغيرة جدًا لدرجة أن الغرف المليئة بالسائل في آذانهم الداخلية والتي تتحكم في وظيفة توازنها بشكل غير فعال إلى حد ما ، مما يؤدي إلى القضاء على القافزين الصغار الشجعان. على مدى العمر من عمليات الهبوط التصادم.

ال ورق يؤكد أن العديد من أنواع اليقطين العلجوم التي تنتمي إلى جنس الضفادع الصغيرة تسمى العضدقال تيس كونديز ، الباحث في جامعة كارلتون في كندا ، والذي لم يشارك في البحث ، إن تقديم “قفزة غير عادية للغاية مع سلوك هبوط غير منضبط”.

أو ، كما قال كونفيتي ، “إنهم لا يفعلون شيئًا بشكل صحيح.”

ليس من السهل أن تكون فقاريًا بحجم نحلة. جعلت الضفائر اليقطين مقايضات تطورية لتكون بهذا الصغر ، مثل تقليل عدد الأرقام على أرجلهم من خمسة إلى ثلاثة. قال ريك إسنر ، عالم التشكل الوظيفي في جامعة إلينوي الجنوبية إدواردسفيل والمؤلف في الورقة البحثية ، إن الضفادع ، التي تشتهر برطوبتها ، تجف بسرعة أكبر عندما تصبح صغيرة. لكن في بعض الأحيان يكون من المجدي أن تكون صغيرًا: “بالنسبة لعلبة اليقطين ، تعتبر النملة وجبة ضخمة” ، كما قال إيسنر.

تنسب إليه: أندريه كونفيتي

الضفادع تطورت القدرة على القفز قبل أن يطوروا القدرة على الهبوط ، مما يعني أنه ليس كل الضفادع قد أتقنت الجزء الثاني من العملية. أجرى إيسنر بحثًا سابقًا عن مجموعة من الضفادع ذات الذيل الخرقاء المماثلة ، والتي قفزت بشكل مقبول بما يكفي لكنها هبطت في زرع كامل للوجه.

عندما علم مارسيو باي ، الباحث في جامعة بارانا الفيدرالية بالبرازيل ، ومؤلف الورقة البحثية بأبحاث إيسنر حول الضفدع المتخبط ، أرسل بريدًا إلكترونيًا إلى إيسنر حول حراشف اليقطين. بدأ أعضاء مختبر Pie في جمع الضفادع الصغيرة وغيرها من الضفادع المصغرة من البرية لمشاهدتها وهي تقفز و (تحاول) الهبوط.

تعيش الضفادع اليقطين حياة بعيدة المنال. تعيش الضفادع وتتغذى تحت الأوراق المتساقطة في الغابة الأطلسية في البرازيل ، والتي تتضاعف مع حجمها ، مما يجعل من الصعب للغاية دراستها. قال كونديز: “إنها كائنات صغيرة للغاية وسرية”. “تأتي معظم معرفتنا بشأن سلوكهم من الملاحظات النادرة في هذا المجال.”

العثور على ضفادع بحجم الحشرات في البرازيل مهمة شاقة. على الرغم من أن علجوم اليقطين ساطع مثل شيتو ، إلا أن فضلات الأوراق تعج بفطريات النيون وغيرها من الحياة ذات اللون البرتقالي. قال كونفيتي: “من الصعب للغاية الإمساك تحت نفايات الأوراق”. “خاصة بالنسبة لي ، لأنني مصاب بعمى الألوان.”

بدلاً من ذلك ، كان على الباحثين الاستماع إلى نداء الضفدع ، والذي يبدو قليلاً مثل لعبة الكريكيت. بالعودة إلى مختبر Pie ، وضع الباحثون كل ضفدع على مرآة محاطة ببعض الحواجز وصوّروا جهودهم في القفز. (كان لابد من تشجيع البعض بنقرة لطيفة على مؤخرتهم الصغيرة).

عندما شاهد إيسنر اللقطات انفجر ضاحكا. ثم استهلك على الفور المشكلة المطروحة. كانت الضفادع بعيدة جدًا عن الضفادع ذات الذيل المتخبط على شجرة عائلة الضفادع ، مما يعني أن المشكلة لم تكن من الأجداد. فلماذا لم يتمكنوا من الهبوط بقفزة واحدة؟ قال إيسنر: “لم تكن لحظة” يوريكا “. “لقد كان ،” ما الذي يجري هنا بحق الجحيم؟ ” لحظة.”

تنسب إليه: ريك إسنر

شرع إيسنر في قراءة عدد كبير من الأوراق العلمية ، بما في ذلك واحدة التجربة السابقة حيث أخل الباحثون بالنظم الدهليزية لضفادع القصب ، وهي عادة نطاطات ممتازة. عرضت الضفادع المخترقة مشاكل هبوط مماثلة بشكل مخيف مثل الضفادع القرع.

تساءل إيسنر عما إذا كانت مشكلة الضفادع قد وصلت إلى الحجم. كائنات الفقاريات قادرة على التوازن وتوجيه أنفسنا في العالم بسبب نظامنا الدهليزي: نظام معقد من الغرف والقنوات المملوءة بالسوائل في أذننا الداخلية. يؤدي تحريك رؤوسنا إلى إنتاج السائل ، الذي يسمى اللمف الباطن ، قوة تعمل على انحراف خلايا الشعر الحسية وإشارات جهازنا العصبي المركزي للتحكم في وضعنا وحركتنا. على الرغم من النطاق الهائل لأحجام أجسام الفقاريات ، فإن حجم هذه القنوات يظل ثابتًا إلى حد ما. قال إيسنر: “بين الضفدع الأمريكي والإنسان أو الحوت ، لا يتغيرون بالقدر الذي تتوقعه”.

اشتبه الباحثون في أن جسم العلجوم الصغير والجمجمة الأصغر قد يقيدان حجم القنوات نصف الدائرية في أذنهم الداخلية ويمنعون السوائل بالداخل من التدفق بحرية. قال إيسنر: “عندما تأخذ أنبوبًا وتجعله أصغر وأصغر وأصغر ، تزداد مقاومة تدفق السوائل”.

ديفيد بلاكبيرن ، أمين علم الزواحف في متحف فلوريدا للتاريخ الطبيعي ، وإدوارد ستانلي ، العالم المشارك في المتحف ، أجرى مسحًا مقطعيًا لعينات متحف لـ 147 نوعًا من الضفادع ، بما في ذلك أكبر الضفادع (ال ضفدع جالوت) ، أصغر الضفادع (“هناك نوعان من أنواع الضفادع في الجري لأصغر الضفادع” ، لاحظ ستانلي) ، وضفادع اليقطين. تم الحفاظ على الضفادع في “وضع الضفدع القياسي ، جامدة إلى حد ما وليست مرنة للغاية” ، كما وصفها ستانلي. قام بتعبئة الضفادع المحفوظة في أكياس Ziploc المعبأة بالفول السوداني ومسحها بالآلة التي تبلغ تكلفتها مليون دولار. ثم قدم سينغ نماذج ثلاثية الأبعاد للقنوات نصف الدائرية للضفادع من الأشعة المقطعية.

كشفت القياسات الناتجة عن القنوات الهلالية لـ العضد والضفادع المصغرة في بيدوفرين كانت أصغر الفقاريات البالغة ، مما أدى إلى فقدان التحكم الحركي وبالتالي حدوث عمليات هبوط فوضوية.

لقد أخذ الباحثون في الاعتبار التفسيرات المحتملة الأخرى. ربما أدت أقدام ثلاث أصابع لضفائر اليقطين إلى الانزلاق أثناء القفزة الأولية؟ أو ربما كان من المفترض أن تشبه أوراقها المتساقطة أوراق الشجر المتساقطة ، لتخدع الحيوانات المفترسة بحثًا عن وجبة خفيفة؟ وكتب الباحثون أن مقاطع الفيديو لم تظهر قدرًا كبيرًا من الانزلاق على إقلاع الضفادع ، ولم تظل الضفائر الصغيرة ثابتة لفترة طويلة بما يكفي لتشبه ورقة الشجر.

كما ألمحت فحوصات التصوير المقطعي المحوسب إلى أن الضفائر ربما تكون قد طورت بعض الدروع العظمية الداخلية لجعلها أكثر أمانًا عند التحطم. قال ستانلي ، مشيرًا إلى أنواع علجوم اليقطين: “يبدو أنهم يرتدون حقيبة ظهر كلها عبارة عن عظام” Brachycephalus ephippium. ومع ذلك ، فإن العلجوم اليقطين من المرجح أن يكون أكثر من مجرد دحرجة من الوثب. اقترح إيسنر أن القفز هو على الأرجح استجابة هروب ، وهي طريقة لإبعاد المرء عن موقف خطير على عجل. يقول المثل إن التعرض للكدمات أفضل من التهامه. بالإضافة إلى ذلك ، “لا داعي للقلق بشأن كسر العظام إذا كنت بحجم الذبابة المنزلية” ، أضاف إيسنر.

تعيش الضفائر اليقطين في البرازيل غابة الأطلسي ، وهي واحدة من أكثر الأماكن تنوعًا من الناحية البيولوجية على هذا الكوكب. “كل جبل في جنوب البرازيل لديه القدرة على امتلاك نوع جديد من العضدقال حلويات. “لا نعرف كم العضد لدينا في فناء منزلنا الخلفي “.

لكن 85 في المائة من المنطقة أزيلت منها الغابات ، وما تبقى مجزأ للغاية. قال إيسنر: “هذا يجعلني أتساءل عن عدد هذه الأنواع التي لن نعرف عنها أبدًا ، لأنها اختفت بالفعل”.

ربما تكون الوجبات الجاهزة من العلجوم اليقطين هي أنه لا يجب تحسين كل شيء. فقط لأنك سيئ في شيء ما لا يعني أنه لا يجب عليك فعل ذلك ، خاصة إذا كان لديك حقيبة ظهر عظمية سرية وغدد سامة سامة. حتى لو كانت القفزة الصغيرة لعلجوم اليقطين تعادل القاطرة رسم الحصان، هذا لا يعني أنه لا ينبغي له أن يمشي أو يقفز أو يتعثر كما يحلو له في القمامة الرطبة للأوراق في غابة آخذة في الاختفاء. يجب أن يكون لكل نوع الحق في الفشل بشكل مذهل ، ولكن وفقًا لشروطه الخاصة.

تنسب إليه: ريك إسنر