Science

Wie löst man ein Aussterbe-Mysterium? Setzen Sie einen winzigen Computer auf eine Schnecke.

Im Jahr 2017 kroch eine rosige Wolfsschnecke mit einem unerwarteten Passagier über einen sonnenbeschienenen Pfad in Tahiti: ein maßgeschneiderter Computer von der Größe einer Blattlaus, der wie ein Zylinder zart auf sein Gehäuse geschraubt war.

Diese besondere Schneckenart ist am Aussterben von bis zu 134 Schneckenarten weltweit beteiligt. Die Menschen haben die fleischfressende rosige Wolfsschnecke vor Jahrzehnten nach Tahiti gebracht, und die räuberische Spezies hinterließ nur wenige Überlebende.

Aber eine tahitianische Art hat es geschafft, in Dutzenden von Tälern auf der Insel zu überleben: die winzige joghurtfarbene Schnecke Partula hyalina. „Sie müssen etwas Besonderes sein“, sagt Cindy Bick, Forscherin an der University of Michigan.

Mit Sonnendaten, die von einigen der kleinsten Computer der Welt gesammelt wurden, die an der Schale des Rosenwolfs und dem belaubten Lebensraum von P. hyalina befestigt sind, haben Dr. Bick und ihre Kollegen nun beleuchtet, wie P. hyalinas blasse Schale es der Art ermöglichte, das Aussterben zu umgehen . Ihre Ergebnisse wurden im Juni in Communications Biology veröffentlicht.

Im Jahr 2012, als Dr. Bick noch Doktorandin war, begann sie zusammen mit Diarmaid Ó Foighil, Professorin für Ökologie und Evolutionsbiologie und Kuratorin am Zoologischen Museum der Universität, das Geheimnis um das Überleben von P. hyalina zu untersuchen. Gemeinsam veröffentlichten sie ein Papier aus dem Jahr 2014, das darauf hindeutet, dass die reichlichere Nachkommenschaft der Art ihr dabei hilft, besser zu überleben als andere Arten. Aber auch das reichte nicht aus, um den seltenen Erfolg von P. hyalina zu erklären. „Es tut mehr als nur zu überleben“, sagte Dr. Ó Foighil.

Die meisten Landschnecken bevorzugen den Schatten. Die dunkelschalige rosige Wolfsschnecke würde, wie viele andere Arten, wie ein Ruck austrocknen, wenn sie in der Sonne gelassen würde. Aber Dr. Bick las während seiner Recherche in den Feldtagebüchern eines Malakologen des frühen 20. Jahrhunderts, dass P. hyalina oft an Waldrändern gefunden wurde, wo Bäume im Sonnenlicht ausdünnen.

Dr. Bick und Dr. Ó Foighil begannen zu denken: Wenn die milchige Schale von P. hyalina zurückreflektiert und mehr Sonnenlicht vertragen kann, könnten sonnige Waldränder einen sicheren Zufluchtsort ohne den Rosenwolf bieten. Sie brauchten nur einen Weg, um zu messen, wie viel Sonnenlicht jede Art jeden Tag erhielt.

Während die beiden Zoologen auf dem Campus über Schnecken nachdachten, hatte David Blaauws Ingenieurlabor den kleinsten Computer der Welt mit einer Batterie entwickelt: einen 2 mal 5 mal 2 Millimeter großen Sensor, der etwas größer als eine Blattlaus ist. Die Sensoren empfangen Daten mit sichtbarem Licht und senden sie über ein Funkgerät.

Inhee Lee, Assistenzprofessorin an der University of Pittsburgh und Absolventin von Michigan Engineering, befestigte ein Mini-Computersystem an einem Blatt, das eine Partula hyalina-Schnecke beherbergte. Kredit. . . Cindy Bick

Einige Jahre später erhielt das Team von Dr. Blaauw eine bemerkenswerte Anfrage: die winzigen Computer an fleischfressende Schnecken in Tahiti zu befestigen. Dr. Bicks Vorschlag schien perfekt – eine Chance, die Sensoren in der realen Welt mit Mitarbeitern in der Nähe zu testen und bei einem Projekt zu helfen, das den Artenschutz voranbringen könnte.

Um die Sensoren für die Schnecken vorzubereiten, fügte Dr. Blaauws Labor einen winzigen Energie-Harvester mit Solarzellen hinzu, damit der Sensor seine Batterie in der Sonne aufladen konnte. Sie haben das System in Epoxidharz eingehüllt, um den Sensor wasserdicht zu machen, ihn vor starkem Licht zu schützen und ihn vor dem rauen Leben einer durchschnittlichen Schnecke abzufedern.

Sie hatten ein Problem. Sie mussten die winzigen Computer mit der Leistung ausstatten, um Licht zu messen, aber das System frei von großen Batterien halten, die eine Schnecke platt machen würden. Inhee Lee, jetzt Assistenzprofessorin für Elektro- und Computertechnik an der University of Pittsburgh und damals Forscherin in Dr. Blaauws Labor, half bei der Lösung des Rätsels. Dr. Lee und Dr. Blaauw nutzten den Mähdrescher einfach wieder und maßen die Geschwindigkeit seiner Solarladung als Ersatz für das Sonnenlicht.

Mit einigen invasiven Schnecken, die in einem Garten in Michigan gefunden wurden, versuchten die Forscher zunächst, die Computer mit Magneten und Klettverschluss an den Schalen zu befestigen, bis sie herausfanden, wie man eine Metallmutter auf die Oberfläche klebe und den Sensor in die Mutter schraubte. Dann waren die Schnecken und ihre winzigen Passagiere bereit, die simulierten Elemente (Wassereimer) zu überstehen.

Im August 2017 kamen Dr. Bick und Dr. Lee mit 55 Sensoren in Tahiti an. Sie hüpften von Tal zu Tal, geleitet von Trevor Coote, einem Autor der Zeitung und Spezialist für diese Landschnecken, der in Tahiti ansässig war. (Dr. Coote starb im Februar 2021 an Covid-19.)

Jeden Tag verfolgten die Forscher die Schnecken stundenlang, um sicherzustellen, dass sie nicht entkommen konnten. Gelegentlich regnete es auf sie. Sie hatten keine Erlaubnis, Computer an die als gefährdet geltende P. hyalina zu befestigen, also klebten sie Kameras direkt neben die Schnecken, auf die Blätter, auf denen tagsüber geschlafen wurde, und verfolgten im Wesentlichen, wie viel Sonnenlicht die sessilen Schnecken erhielten. Aber die computerbeladenen rosigen Wolfsschnecken stellten eine kniffligere Herausforderung dar, da sich die Weichtiere langsam bewegten, aber entschlossen waren, nach Futter zu suchen (eine Schnecke flüchtete mit einem Sensor für ein paar Tage).

Die Daten zeigten, dass die Sensoren im Lebensraum von P. hyalina durchschnittlich 10 Mal so viel Sonnenlicht erhielten wie die rosigen Wolfsschnecken. Das bestätigte die Hypothese der Forscher, dass die hellen Bedingungen die blassen Schnecken vor den rosigen Raubtieren schützten.

Die rosige Wolfsschnecke wurde in den 1970er Jahren auf den Gesellschaftsinseln eingeführt, um einen anderen Eindringling, die riesige afrikanische Landschnecke, zu kontrollieren. Aber die Schreckensherrschaft des rosigen Wolfes hat viele Baumschneckenarten auf den Inseln zum Aussterben gebracht.

„Ich bin in diesen Umgebungen aufgewachsen und habe mir die Mythen und Geschichten über Tiere und Pflanzen angehört, die entweder ausgestorben sind oder auf dem Weg zum Aussterben sind, wenn wir nicht schnell handeln, um sie zu erhalten“, sagte Dr. Bick, Pacific Insulaner. Sie fügte hinzu, dass sie hoffe, dass diese Forschung die Bemühungen unterstützt, die solaren Zufluchtshabitate von P. hyalina auf den Gesellschaftsinseln zu erhalten.

„Die meiste Zeit sprechen wir über Dinge, die tot sind und sterben“, sagte Dr. Bick. „Dies ist eine Geschichte der Widerstandsfähigkeit. ”

Cindy Bick im Tipaerui-lli-Tal auf Tahiti. Kredit. . . Trevor Coote

Ähnliche Artikel

Schreibe einen Kommentar

Deine E-Mail-Adresse wird nicht veröffentlicht.

Schaltfläche "Zurück zum Anfang"