Supersnelle Spieren Helpen Bij Vleermuizen Om Hoog Gezette Buzz Te Maken

{h1}

Als een vleermuis zijn prooi induikt, verhoogt het zijn echo-lokaliserende oproepen naar snelheden tot 160 oproepen per seconde - een fenomeen dat bekend staat als de terminale buzz. Nu hebben onderzoekers ontdekt dat vleermuizen vertrouwen op een zeldzame groep van supersnelle spieren, in staat om te samentrekken

De hoge oproepen van insectenvleermatten zijn te danken aan een reeks supersnelle spieren in het strottenhoofd van de vleermuis, waardoor deze soort het eerste zoogdier is waarvan bekend is dat het zulke supersnelle spieren uitoefent, voorheen alleen te zien in bepaalde slangen en vissen.

"Het gezoem dat wordt aangedreven door deze supersnelle spieren is erg belangrijk in de evolutie van vleermuizen", verklaarde onderzoeker Coen Elemans van de Universiteit van Zuid-Denemarken aan WordsSideKick.com. "De twee dingen waarvan we denken dat vleermuizen erg succesvol zijn, zijn vlucht en echolocatie."

Ongeveer 70 procent van de levende vleermuizen bellen, waaronder een kenmerkende buzz, met behulp van hun strottenhoofd. Ze gebruiken de oproepen om het gebied om hen heen te "zien" en om vliegende insecten op te sporen en te vangen door naar de echo's te luisteren (een vaardigheid die echolocatie wordt genoemd). Elke oproep produceert een beeld van de omgeving van de vleermuizen en door deze beelden in de loop van de tijd samen te stellen, kunnen ze beweging zien. Als het mogelijk is, zou het goed zijn voor de vleermuis om "momentopnamen" van het gebied om hen heen zo snel mogelijk te maken, zodat de "video" vloeiender is.

Supersnelle oproepen

Close-up van een vleermuis van Daubenton.

Close-up van een vleermuis van Daubenton.

Krediet: Knud Ladegaard Pedersen

Vleermuizen maken deze oproepen, die zo hoog zijn dat mensen ze niet eens kunnen horen, meer dan 190 keer per seconde (elke 6 milliseconden). De onderzoekers waren geïnteresseerd in het uitzoeken wat de mogelijkheden van de vleermuizen waren om deze oproepen nog sneller te maken: waren ze niet in staat om de informatie te verwerken? Zouden de oproepen en echo's elkaar overlappen? Of waren de vleermuizen fysiek niet in staat om sneller te bellen?

De onderzoekers namen Myotis daubentonii vleermuizen in een behuizing die is opgezet met supersensitieve microfoons. Ze testten hoe lang het duurde voordat de echo's terugkwamen uit de prooi van de bat, om te zien hoe vaak de vleermuizen konden bellen voordat de geluiden elkaar overlappen. De onderzoekers ontdekten dat de echo's de vleermuizen in ongeveer 1 milliseconde bereiken; dus om de gesprekken te laten overlappen, zou de vleermuis minstens 400 oproepen per seconde moeten maken, dus dat is niet wat ze tegenhoudt.

Vervolgens testten ze de prestaties van de spieren die de stembanden van de vleermuis besturen, waarbij ze ontdekten dat de spieren niet sneller dan 190 samentrekkingen per seconde konden bewegen, de snelheid die nodig was om ongeveer 190 gesprekken per seconde te maken. "Ze presteren prachtig tot aan de beltarieven, maar niet verder", zei Elemans. "Ze waren de beperkende factor in hoe snel vleermuizen oproepen kunnen produceren."

De spieren samentrekken ongeveer 100 keer sneller dan de beenspieren van een mens. Ze zijn de eerste set van supersnelle spieren die worden ontdekt bij zoogdieren; Er zijn ook mensen gevonden die de rammelaar van de ratelslang en de geluid producerende kwaliteit van de zwemblaas van de zwemvis (de snelste spier in gewervelde dieren) controleren. De supersnelle spieren lijken bij deze dieren afzonderlijk te zijn geëvolueerd, hoewel ze allemaal gebaseerd kunnen zijn op dezelfde baseline tweaks voor normale spiervormen, aldus de onderzoekers.

Quick draw vleermuizen

Close-up van ongeveer 0,2 mm vleermuisaryxspier die 160 keer per seconde samentrekt. Twee donkere koolstofparels zijn zichtbaar en worden gebruikt voor het automatisch volgen van de beweging van de spieren. De lichtflitsen verschijnen elke 0,3 milliseconden en worden veroorzaakt door de lichtbron. Deze film wordt 700 keer vertraagd. Crediet: Coen Elemans

De supersnelle spieren hebben veel speciale factoren waardoor ze in staat zijn om met zo'n snelheid te samentrekken. Hun cellen hebben extra energieproducerende organellen, mitochondriën genaamd, en extra calcium-shuttelende eiwitten, waardoor ze vaker kunnen samentrekken.

Ze hebben waarschijnlijk ook een ander soort myosine, het eiwit dat de samentrekkende delen van de spiercellen vormt. Onderzoekers zijn momenteel aan het bestuderen hoe dit myosine het mogelijk zou maken dat deze supersnelle spieren zich samentrekken met een dergelijke hoge frequentie. Inzicht in hoe deze krachtige spieren werken, zou ons kunnen helpen begrijpen wat er mis gaat bij ziekten van normale spieren, vertelde Elemans aan WordsSideKick.com.

Het is ook belangrijk op te merken dat, terwijl deze spieren in staat zijn om zeer snel te samentrekken, ze niet met veel kracht samentrekken. De vleermuizen gebruiken de spieren om spanning op hun stembanden te creëren. Snelle beweging is hier vereist, maar geen kracht.

De studie werd gepubliceerd in het 30 september nummer van het tijdschrift Science.

Je kunt de schrijver Jennifer Welsh van WordsSideKick.com volgen op Twitter @microbelover. Volg WordsSideKick.com voor het laatste nieuws over wetenschap en ontdekkingen op Twitter @wordssidekick en op Facebook.

Luchtaanval van de vleermuis van Daubenton (Myotis daubentonii) op een meelworm vertraagd tien keer. Vlak voordat de vleermuis zijn prooi vangt, stoppen echolocatie-oproepen.


Video Supplement: .




WordsSideKick.com
Alle Rechten Voorbehouden!
Reproductie Van Materialen Toegestaan Alleen Prostanovkoy Actieve Link Naar De Site WordsSideKick.com

© 2005–2019 WordsSideKick.com