https://frosthead.com

Za znanstvenike so koščki kitovega ušesa lahko biološke zakladnice

Kitajski ušesni vosek? Res? Čudno je na tako številnih ravneh - da kiti imajo celo ušesni vosek, da je nekdo mislil, da bo iskal kaj takega, in da je Smithsonianov nacionalni naravoslovni muzej shranil ne enega, ne deset, ampak približno 1000 vzorcev čepov ušesnega voska za kito dobrih 50 let.

Sorodne vsebine

  • Dva znanstvenika Smithsoniana prikazujeta skrivnostne okoliščine zgodovine smrti in sprememb iz leta 1866
  • Redki javni prikaz rokopisa Majev iz 17. stoletja
  • Lobanje gospe Dian Fossey so znanstveni zakladi in simbol njene borbe
  • Ta osupljiva roza koralna alga v svojih slojih skriva preteklost podnebja

In ti vzorci, ki so že nedolgo nazaj zbirali prah in nekaj vprašanj o njihovi vrednosti, zdaj znanstveno skupnost obračajo na to (počakajte). . . uho.

To je zato, ker so veliko več od čudnih, kvotidnih in precej grobih predmetov, ki se jim zdijo. Zdaj se učimo, da so vzorci kitovega ušesa povsem edinstveni po tem, da lahko opišejo zgodovino življenja najdlje živečih morskih sesalcev, pa tudi nam pokažejo kraj in čas, ki ga ne moremo doseči drugače. V resnici gre za fiziološke in ekološke časovne kapsule, za raziskave znanstvenikov, ki poskušajo bolje razumeti svetovne oceane, pa je trdno zlato.

"To je dober primer primerkov, ki so jih zbrali z enim namenom že veliko, veliko let - prvi so bili zbrani na prehodu v 20. stoletje ali tako naprej, in zdaj, ko najdemo drug način za zasliševanje teh osebkov, smo sposobni odkriti, da imata še eno drugo zgodbo, "pravi Smithsonijev raziskovalec Charley Potter, ki je bil muzejski zbiralec muzeja v oddelku za zoologijo vretenčarjev do upokojitve leta 2015.

»Začeli bomo postavljati vprašanja, ki jih o teh živalih nihče niti ni pomislil, ker nihče ne more iti nazaj čez čas. Toda to nam omogoča, «pravi Stephen J. Trumble, izredni profesor za biologijo in fiziolog živali na univerzi Baylor. "Včasih se zdi skoraj preveč, ker dobivamo toliko informacij."

Kot večina znanstvenih inovacij je tudi študija kitovega ušesnega voska - aka ušesnih čepov - kot vzorcev oceanskega jedra nastala z vprašanjem, ki ga nihče ni mislil postaviti, in s preučevanjem očitnih s povsem druge perspektive.

Ko so kiti klekljali z nepremišljenim zapuščanjem, so kitovi odkrili ušesne čepe, ko so secirali glave svojih nesrečnih kamnolomov. Ušesna ušica iz zbirk Prirodoslovnega muzeja je eden od sto redko prikazanih primerkov, ki so si jih ogledali v razstavi "Predmeti čudeža", ki se je odprla 10. marca 2017. Predstava proučuje kritično vlogo, ki jo muzejske zbirke igrajo v znanstveni iskanje znanja.

Zbirka morskih sesalcev Ogromno skladišče Paul E. Garber Smithsonian v Suitlandu v Marylandu je mesto, kjer muzejski znanstveniki hranijo zbirko morskih sesalcev. (Donald E. Hurlbert)

"Zunanji ušesni kanal pri kitovcih je na površini zapečaten, " pravi morski biolog Randall W. Davis iz Teksasa A&M v Galvestonu in vodilni fiziolog morskega sesalca. "Obstaja ostanek zunanjega slušnega kanala, ki pa ni odprt za okolje. Olje še vedno izloča v uho, vendar se nabira v tej čudoviti organski matrici, ki je bila položena v zelo različne plasti. "

Podobno kot drevesni obroči tudi plasti redno prehajajo iz temne v svetlo, kar kaže na obdobja rasti. Znanstveniki so od zgodnjih 1900-ih, trdi Trumble, ugotovili, da bi te plasti lahko uporabili za približevanje starosti živali. A to je skoraj vse, za kar so bili uporabljeni, razen tega, da so prikazani kot radovednosti.

Nekega dne pred približno petimi leti se je Trumble, ki je specializiran za fiziologijo morskih sesalcev, o teh plasteh pogovarjal s svojim kolegom Sascha Usenko, direktorjem Baylorjevega diplomskega študija o okoljskih znanostih ter kemičarjem z atmosfero in okoljem.

"In rekel je:" To je zelo podobno stvarem jedra, kjer štejete plasti v usedlini ", in oba sva se pogledala in si rekla, v redu ..." "Po Usenkovi izkušnji so jedra usedlin predstavljala zakladnico informacij o preteklosti podnebje in okolja.

Charlie Potter Razkrili smo lahko, da ima ušesni vosek kitov še nekaj drugega, pravi Smithsonian raziskovalec Charley Potter (zgoraj). (Donald E. Hurlbert)

"So sposobni snemati in arhivirati kemijske informacije. Iz teh informacij lahko pridobimo trende, " pravi, "grebena jedra, ledena jedra, vse vrste. Ko kemijski profil primerjamo s časovnim zaporedjem, lahko rekonstruiramo, kakšen je bil vidik okolja v preteklosti. Količina informacij, ki so prišle iz teh vrst matric, je ogromna. "

Katera vprašanja bi torej lahko odgovorila na organsko matrico, ki je ušesni čep iz kitov?

Potterja so vprašali, če ima v zbirkah Prirodoslovnega muzeja kaj ušesnega voska za kite. Ali je kdaj. Konec šestdesetih let prejšnjega stoletja je proti koncu sodelovanja Združenih držav Amerike v kitovstvu, urad za ribištvo (zdaj Nacionalna služba za morsko ribištvo) odvzel različna tkiva in vzorce mrtvih kitov. Ušesne čepe so končale v Smithsonian Institution - palete in palete le-teh.

Navdušen nad Trumblovimi in Usenkovimi teorijami je Potter ponudil nekaj ušesnih čepov in idej o tem, kaj bi lahko razkrili. Po približno 18 mesecih, ko so natančno ugotovili, kako uspešno obdelati vzorce, je njihovo zgodnje delo pokazalo vzorce onesnaževalcev okolja, podobne tistim, ki so jih videli v tkivih, kot so mehurčki, kar je ustrezalo obdobjem hranjenja po selitvi in ​​na tešče.

Sledilo je več vprašanj in ušesna čepka iz modrega kita, ki je z ladjo udaril ob kalifornijski obali in jo opral leta 2007 (zagotovil Prirodoslovni muzej Santa Barbara), Usenko, Trumble, Potter in še dva soavtorja leta 2013 objavil članek v zborniku Zbornika Nacionalne akademije znanosti.

V njej je opisano, kako ušesni čep modrega kita ni zajel samo zgodovine onesnaževalcev, s katerimi se je kito srečeval v svojem življenju, temveč tudi svoj fiziološki dnevnik hormonskih sprememb in kemikalij, povezanih s stresom, ki bi jih znanstveniki lahko povezali z velikimi življenjskimi dogodki, kot so puberteta, nosečnost in rojstvo. Ti osnovni podatki bi lahko znanstvenikom pomagali pri predpostavkah o resnični resnici, ki so jih uporabili pri določanju starosti, obdobja gestacije in natalitete - vse informacije, ki oblikovalcem politike pomagajo do boljše informirane odločitve o ravnanju z vrstami.

Morda še pomembneje, čep za ušesa je vse te podatke posredoval na merljivi časovni premici do natančnosti šestih mesecev. Ker je bil vsak pas vtiča odložen v približno šestmesečnih intervalih, so raziskovalci lahko z veliko natančnostjo določili, kdaj je prišlo do določene izpostavljenosti ali dogodka. In vedeli so, da jim lahko ušesne čepi omogočajo tudi določitev osnovnih podatkov, iz katerih bodo lahko primerjali in izmerili ne samo izpostavljenost enega kita stvarem, kot so živo srebro in pesticidi, skozi življenje v različnih vodah, temveč tudi druge kite v drugih oceanih in desetletja za primerjalno študija - kemijska in biološka zgodovina ne samo kitov, ampak oceanov, v katerih so zaplavali.

Na primer, zdaj je mogoče pregledati ušesno čepico, ki so jo leta 1910 vzeli sivega kita, ki je bil na Tihem oceanu v bližini San Francisca - ki je, odvisno od njegove starosti, lahko živel v začetku do sredine 1800 - in primerjal njegove podatke do sivega kita v istem oceanu leta 1970 ali sedanjosti (če kdo umiva mrtvega, kar je glavni način, da znanstveniki pridobijo sodobne vzorce).

So bile rojene enake? Kateri kontaminanti so bili v enem, v drugem pa ne in zakaj? Od kod so morda prišli taki kontaminanti? So bile stopnje stresa enake, in če ne, zakaj ne? Kaj je povzročilo stresne dogodke? Vprašanja postanejo skoraj neskončna.

"Še bolj edinstven je od nečesa, kot je usedlina, saj predstavlja posameznika in se lahko giblje naokoli, in imajo smešno dolge življenjske dobe. Velikokrat živijo v delih planeta, do katerih pogosto ne dobimo dostopa, «Pravi Usenko. "To je tako močno orodje, da so nam ljudje v bistvu rekli:" Nikoli si nisem mislil, da bom lahko postavil ta vprašanja. " ''

»Našli so popolnoma novo okno v fiziologiji in izpostavljenosti okolja nekaterim kemikalijam. . . vprašanja, na katera je zelo, zelo težko odgovoriti drugače, "pravi Davis. "Če greste kita in analizirate vsa tkiva, boste pravočasno posneli en posnetek, ki lahko predstavlja nekaj tednov ali mesecev. Če pa ste imeli fiziološki zapisovalnik te živali, ki teče vse življenje, potem to postane neverjetno dragoceno, in to so to. "

Zdaj, ko so začeli odkrivati ​​skrivnosti ušesnih čepov, so ti vzorci za podatke izkopali Usenko, Trumble in druge znanstvenike. Doslej so obdelali približno dva ducata čepov - nekateri iz zbirke Prirodoslovnega muzeja, drugi iz muzejev po vsem svetu, tretji iz sodobnih lovskih lovskih kitov Inuitov - skušajo razširiti generacije, geografije in vrste. (Opomba: Vsi kiti ne ustvarijo ušesnih čepov. Manjše vrste na primer imajo različno oblikovane ušesne kanale, ki jih ne morejo prilagoditi.)

Trumble zanimajo na primer zunanje sile, ki ustvarjajo stres. Zakaj se na primer ravni kortizola - kemična mera stresa - dvignejo in spustijo pri nedavno ubitem kitu s črevesa iz Barrowa na Aljaski, medtem ko so bile pri modrem kitu leta 2007 ravni stresa stalno visoke?

„Ali je to funkcija, kjer je bil modri kit, kot območje težkega ladijskega prometa? Ali pa je šlo samo za to žival? «Vpraša. Prav tako poskuša ugotoviti, ali so bile živali iz, recimo, osemdesetih, bolj stresne kot tiste, ki plavajo v dvajsetih letih prejšnjega stoletja; do zdaj podatki kažejo, da so bile ravni stresa pri živalih pred generacijami nižje. "Ne vemo, čemur bi to pripisali; je to hrup, kemikalije, hrana, pomanjkanje hrane? Še ne vemo. . . z vsakim čepom, ki ga dobimo, se zdi, da moramo odgovoriti na več vprašanj. "

"Predmeti čudeža: iz zbirk Prirodoslovnega muzeja" je na ogled od 10. marca 2017 do 2019.

Za znanstvenike so koščki kitovega ušesa lahko biološke zakladnice