https://frosthead.com

Untuk para saintis, potongan Earwax Ikan Paus Boleh Menjadi Kekayaan Biologi

Telinga paus? Benar? Ia adalah pelik pada tahap yang banyak - ikan paus itu juga mempunyai telinga, bahawa seseorang berfikir untuk mencari sesuatu seperti itu, dan bahawa Muzium Sejarah Alam Smithsonian Negara telah menyimpan bukan satu, bukan sepuluh, tetapi kira-kira 1, 000 sampel plak earwax paus untuk lebih 50 tahun.

Kandungan Terkait

  • Kedua-dua saintis Smithsonian Mengawal Keadaan Misterius 1866 Kematian dan Sejarah Perubahan
  • Sebuah Paparan Rare Publik dari Manuskrip Mayan Abad ke-17
  • Tengkorak Gorilla Dian Fossey Adalah Khazanah Saintifik dan Simbol Perjuangannya
  • Dalam Lapisannya, Algae Pink Coraline Stunning ini Memegang Rahsia Klimat Melalui

Sampel yang tidak lama dahulu mengumpul habuk dan beberapa persoalan mengenai nilai mereka, sekarang telah mengubah komuniti saintifik ke atasnya (menunggu untuknya). . . telinga.

Itulah sebabnya mereka jauh lebih daripada benda ganjil, quotidian dan agak kasar yang mereka nampak. Kami belajar sekarang bahawa contoh-contoh ekor burung paus mungkin sangat unik dalam keupayaan mereka untuk menggambarkan sejarah kehidupan mamalia marin yang paling lama, serta memberi kita gambaran ke tempat dan masa kita tidak dapat mencapai apa-apa cara lain. Mereka adalah, pada hakikatnya, kapsul masa fisiologi dan ekologi, dan untuk menyelidik saintis yang cuba untuk lebih memahami lautan di dunia yang mereka emas padat.

"Ini adalah contoh spesimen yang baik yang dikumpulkan untuk satu tujuan banyak, bertahun-tahun yang lalu-yang pertama dikumpulkan pada pergantian abad ke-20 atau lebih-dan sekarang ketika kita mencari cara lain untuk menginterogasi spesimen ini, kita dapat untuk mengetahui bahawa mereka mempunyai kisah lain untuk diberitahu, "kata penyelidik Smithsonian, Charley Potter, yang merupakan pengurus koleksi muzium di bahagian zoologi vertebrata sehingga dia bersara pada tahun 2015.

"Kami akan mula mengajukan soalan-soalan yang tidak ada yang memikirkan untuk meminta binatang-binatang ini, kerana tidak ada yang dapat kembali pada waktunya. Tetapi ini membolehkan kita melakukan itu, "kata Stephen J. Trumble, profesor biologi dan ahli fisiologi haiwan di Baylor University. "Kadang-kadang ia hampir kelihatan luar biasa kerana kami mendapat begitu banyak maklumat."

Seperti kebanyakan inovasi dalam bidang sains, kajian tentang telinga telinga-telinga ekor-ekor-sebagai sampel teras laut muncul dengan bertanya soalan yang tidak ada yang ditanya untuk bertanya, dan dengan mengkaji yang jelas dari perspektif yang sama sekali berbeza.

Kembali pada hari, ketika kami menyembelih ikan paus dengan melepaskan diri secara tidak senonoh, penangkap ikan paus mendapati penyumbat telinga ketika membedah kepala-kepala kuas malang mereka. Pukat telinga ikan paus dari koleksi Muzium Sejarah Alam adalah salah satu daripada beratus-ratus spesimen yang jarang dipamerkan pada pemandangan pameran, "Objek Wonder, " yang dibuka pada 10 Mac 2017. Pertunjukan ini mengkaji peranan kritikal yang dimainkan koleksi muzium dalam saintifik pencarian ilmu.

Koleksi Mamalia Laut Kemudahan penyimpanan Paulson Garber yang besar di Smithsonian di Suitland, Maryland, adalah di mana para saintis muzium menyimpan koleksi mamalia laut. (Donald E. Hurlbert)

"Telinga telinga luaran di cetacea dimeteraikan di permukaan, " kata ahli biologi marin Randall W. Davis, di Texas A & M di Galveston dan ahli fisiologi mamalia marin terkemuka. "Terdapat sisa saluran auditori luaran, tetapi ia tidak terbuka kepada alam sekitar. Minyak masih dirembes di telinga, tetapi ia berkumpul di matriks organik yang luar biasa ini yang telah diletakkan dalam lapisan yang sangat berbeza. "

Sama seperti cincin pokok, lapisan berubah dari gelap ke cahaya, menandakan tempoh pertumbuhan. Sejak awal tahun 1900-an, Trumble berkata, para saintis mendapati bahawa lapisan ini boleh digunakan untuk menghitung umur haiwan. Tetapi itu hampir semua yang mereka digunakan untuk, selain daripada dipaparkan sebagai curiosities.

Pada suatu hari kira-kira lima tahun yang lalu, Trumble, yang pakar dalam fisiologi mamalia marin, bercakap tentang lapisan ini dengan rakannya Sascha Usenko, pengarah Program Sarjana Sains Alam Sekitar Baylor dan ahli kimia atmosfer dan alam sekitar.

"Dan dia berkata, 'Ia seperti hal-hal teras sedimen di mana anda mengira lapisan di dalam sedimen, ' dan kami berdua memandang antara satu sama lain dan berkata, okay ... '' Dalam pengalaman Usenko, teras sedimen adalah taring harta karun maklumat tentang masa lalu iklim dan persekitaran.

Charlie Potter Kami dapat mengetahui bahawa kupu-kupu dari ikan paus mempunyai cerita yang lain untuk diberitahu, kata penyelidik Smithsonian Charley Potter (di atas). (Donald E. Hurlbert)

"Mereka mampu merakam dan mengarkibkan maklumat kimia, dan kita boleh mendapatkan trend dari maklumat itu, " katanya, "teras karang, teras ais, semua jenis. Apabila kita memadankan profil kimia ke urutan masa, kita boleh membina semula apa aspek alam sekitar seperti dahulu. Jumlah maklumat yang diperolehi daripada jenis matriks ini amat menggalakkan. "

Jadi apa soalan yang boleh matriks organik yang telinga ikan paus memberi jawapan kepada?

Mereka bertanya kepada Potter jika dia mempunyai sebarang ekor paus di koleksi Muzium Sejarah Alam. Adakah dia pernah. Pada penghujung tahun 1960an, menjelang akhir penyertaan Amerika Syarikat dalam perburuan ikan paus perindustrian, Biro Perikanan (sekarang Perkhidmatan Perikanan Laut Negara) menuai pelbagai tisu dan sampel dari paus mati untuk belajar. Pemutar telinga itu berakhir di Smithsonian Institution-palet dan palet mereka.

Bergantung pada Teori Trumble dan Usenko, Potter menawarkan beberapa penyumbat telinga dan idea tentang apa yang mereka mungkin dapat mendedahkan. Selepas kira-kira 18 bulan hanya memikirkan cara untuk berjaya memproses sampel, kerja awal mereka mempamerkan corak pencemaran alam sekitar yang serupa dengan apa yang mereka lihat dibentangkan dalam tisu seperti blubber, yang berpadanan dengan tempoh pemakanan berikutan penghijrahan dan puasa.

Berikutan dengan lebih banyak soalan dan telinga dari ikan paus biru yang telah menderita kapal melanda pantai California dan dibasuh pada tahun 2007 (disediakan oleh Muzium Sejarah Alam Santa Barbara), Usenko, Trumble, Potter dan dua pengarang bersama lain menerbitkan sebuah kertas pada tahun 2013 dalam Prosiding Akademi Sains Kebangsaan.

Ia menggambarkan betapa telinga biru ikan paus tidak hanya menangkap sejarah bahan pencemar ikan paus yang ditemui sepanjang hayatnya, tetapi juga log fisiologi perubahan hormon dan bahan kimia yang berkaitan dengan tekanan yang boleh dikaitkan oleh para saintis kepada peristiwa kehidupan utama seperti akil baligh, kehamilan dan kelahiran. Data asas ini dapat membantu para saintis bahawa andaian kebenaran yang mereka telah gunakan untuk menentukan usia, tempoh kehamilan dan kelahiran, misalnya-semua maklumat yang membantu para penggubal dasar membuat keputusan yang lebih tepat mengenai pengurusan spesies.

Mungkin lebih penting lagi, kabel telinga menyediakan semua data ini pada garis masa yang boleh diukur dalam tempoh enam bulan ketepatan. Oleh kerana setiap kumpulan dalam palam ditetapkan dalam jangka waktu enam bulan, para penyelidik dapat menentukan dengan ketepatan yang besar apabila pendedahan atau kejadian tertentu berlaku. Dan mereka tahu bahawa penyumbat telinga juga akan membolehkan mereka menentukan data asas yang mana mereka dapat membandingkan dan mengukur bukan sahaja pendedahan ikan paus kepada benda seperti merkuri dan racun perosak melalui kehidupannya di berbagai perairan, tetapi juga ikan paus lain di lautan lain dan dekad lain untuk perbandingan belajar-sejarah kimia dan biologi bukan sahaja dari paus, tetapi lautan yang mereka berenang.

Sebagai contoh, kini mungkin untuk memeriksa telinga yang diambil pada tahun 1910 dari ikan paus kelabu yang berada di Pasifik di luar San Francisco-yang bergantung kepada umurnya, boleh hidup dari awal hingga pertengahan 1800-dan membandingkan datanya kepada ikan paus kelabu di lautan yang sama pada tahun 1970 atau sekarang (jika seseorang membasuh mati, yang merupakan cara utama para saintis memperoleh sampel kontemporari).

Adakah lahir sama? Apakah bahan pencemar yang ada dalam satu tetapi tidak yang lain, dan mengapa? Di manakah pencemar itu mungkin berasal? Adakah tahap tekanan yang sama, dan jika tidak, mengapa tidak? Apa yang menyebabkan kejadian stres? Soalan-soalan menjadi hampir tidak berkesudahan.

"Ia lebih unik daripada sesuatu seperti sedimen, kerana ia mewakili individu dan ia akan bergerak, dan mereka mempunyai kehidupan yang sangat panjang, dan banyak kali mereka hidup di bahagian-bahagian planet kita sering tidak mendapat akses, "Kata Usenko. "Ia adalah satu alat yang kuat yang orang pada dasarnya memberitahu kita, 'Saya tidak pernah fikir saya akan dapat bertanya soalan-soalan ini.' ''

"Mereka telah menemui satu tetingkap baru dalam fisiologi dan pendedahan alam sekitar terhadap bahan kimia tertentu. . . soalan yang sangat sukar untuk dijawab, "kata Davis. "Jika anda pergi tempe ikan paus dan menganalisis semua tisu anda mempunyai satu tangkapan tunggal dalam masa yang mungkin mewakili beberapa minggu atau bulan. Tetapi jika anda mempunyai perakam fisiologi dalam haiwan yang menjalankan seluruh hidupnya maka itu menjadi sangat berharga, dan itulah yang ada. "

Sekarang bahawa mereka telah mula mengungkap misteri penyumbat telinga, Usenko, Trumble dan saintis lain menambang spesimen ini untuk data. Setakat ini mereka telah memproses kira-kira dua dozen palam - beberapa dari koleksi Muzium Sejarah Alam, yang lain dari muzium di seluruh dunia, masih ada yang lain dari pemburu ikan paus inuit yang berasal dari zaman moden yang cuba menjana generasi, geografi dan spesies. (Nota: Tidak semua ikan paus menghasilkan penyumbat telinga. Spesies yang lebih kecil, misalnya, mempunyai telinga telinga yang berbeza yang tidak dapat menampung mereka.)

Trumble berminat, misalnya, dalam kuasa luar yang menimbulkan tekanan. Kenapa, misalnya, adakah tahap kortisol - tekanan kimia tekanan-naik dan turun dalam paus bowhead yang terbunuh baru-baru ini dari Barrow, Alaska, sedangkan di paus biru 2007, tahap tekanan secara konsisten tinggi?

"Adakah ini fungsi di mana ikan paus biru itu, seperti kawasan perkapalan berat? Atau adakah haiwan itu sendiri? "Dia bertanya. Dia juga cuba melihat sama ada haiwan dari, katakan, tahun 1980-an, lebih tertekan daripada orang yang berenang pada tahun 1920-an; setakat ini, data menunjukkan bahawa tahap tekanan asas lebih rendah pada generasi haiwan yang lalu. "Kami tidak tahu apa yang harus dikaitkan dengannya; adakah bunyi, bahan kimia, makanan, kekurangan makanan? Kita tidak tahu lagi. . . dengan setiap pasang yang kita dapat, seolah-olah ada lebih banyak soalan yang perlu kita jawab. "

"Objek Wonder: Dari Koleksi Muzium Nasional Sejarah Alam" adalah pada 10 Mac 2017 hingga 2019.

Untuk para saintis, potongan Earwax Ikan Paus Boleh Menjadi Kekayaan Biologi