自然設計的奇蹟是鳥的蛋桿,遠遠超出了內部的生活。這種複雜的生物學結構,主要由碳酸鈣組成,不僅是胚胎髮育的神聖場所,而且是對外部威脅的令人恐懼的障礙。北極,它可以平衡力量與發展中鳥的必要性之間的微妙相互作用。鳥的腹部寄生蟲的進化令人著迷的舞蹈,其中一些狡猾的物種將它們的卵放在其他人的巢中,表明了自然的創造力。這些寄生鳥類放棄了後代食物的作用後,又產生了不僅通過模仿欺騙宿主物種的雞蛋,而且還具有很高的彈性。這種進化的創新凸顯了使生活蓬勃發展的複雜方式,使我們深入了解自然世界的複雜性。

一組科學家在Iscience上發表,揭示了強迫寄生乳腺鳥類的一種有趣的進化策略,將其卵放在其他鳥類(宿主)的巢中,以確保它們的生存。這項非凡的研究工作由布宜諾斯艾利斯大學的AnalyaLópez博士和阿根廷物理學研究所的RaúlBolmaro博士領導。跨學科研究團隊還包括中國科學院的Seung Choi博士,首爾國立大學的Yong Park博士,喬治·梅森大學的Daniel Hanley博士,Kyung Hee University的Jin-Won Lee和捷克克科學院的Marcel Honza博士。他們一起闡明了一些鳥類如何發展出極其苛刻和強烈的貝殼來克服競爭性的掠食者和軍隊,這一發現挑戰了以前的意義並為人類製作材料開闢了新的仿生方法。

科學家的發現表明,雞蛋外層(帕利塞德層)內的複雜自適應移位,其中復雜的穀物邊框(GB)微觀結構而不是簡單的厚度,改善了機械和功能性的外觀。 Bolmaro博士解釋說:“ Palisade Palisade層中GB微觀結構的並發症顯著增加了其對斷裂的抵抗力。”這些自適應轉變強調了對寄主鳥類使用的雞蛋破壞策略的進化優勢,說明了在微觀蛋殼結構的微觀水平上發揮的細微武器種族。

綜合雞蛋收集到北美,歐洲和東亞,包括仔細檢查各種寄生蟲系統。 “從收集各種物種的卵到對電子向後衍射(EBSD)的詳細分析,我們的方法準確性使我們能夠繪製GB網絡和結晶方向,” Bolmaro博士強調了他們的檢查深度。這種方法揭示了有助於增加蛋殼的嚴重程度和強度的微觀結構模型,從而提供了一種新的晶狀體,可以通過該鏡頭了解進化的鳥類策略。

在討論他們獲得EBSD數據的方法時,研究人員專門選擇了最佳統計方法的訴訟,這些方法由於其通常的背景而最大程度地減少了物種之間非獨立的影響。洛佩茲博士補充說:“這種比較系統發育的統計框架對於明確確定腹部寄生蟲及其軍隊卵之間的微觀結構差異至關重要,這包裝了這些鳥類物種的進化進步。”

這項研究不僅會豐富我們對進化鳥動力學的理解,而且還暗示了對材料科學領域的有趣影響。這些蛋殼的自然工程基礎的原則可以激發模仿其抵抗力和嚴謹性的新材料的發展,將自然智慧與人類創造力混合在一起。

https://www.youtube.com/watch?v=fcsgfrsdt1y

通過洛佩斯博士及其同事的合作,不僅強調了鳥類生活的一個有趣方面,而且還為未來的材料和工程設計創新設定了方式。他們的工作是證明跨學科研究在發現自然界秘密時的可持續性力量的證詞。

圖1左。 模仿鳥雞蛋(啞劇土星)被其寄生蟲刺穿的閃亮牛鳥(Molothrus bonariensis)。強度與位移曲線在啤酒測試中記錄在牛鳥尖叫雞蛋上(molothrus rufoaxillaris)和兩個主人,灰色的灣翼(Badius Agelaiides)和棕色和黃色的三月鳥(偽主義者Virescens)。這兩種寄生蟲的牛(來自南美),在巢和卵子舖設事件的訪問中,經常撕裂並刺穿其他已經放在巢中的雞蛋,包括其他寄生蟲卵。 公平的。牛的雞蛋有棕色的頭(molotrus ater)及其主人,黑鳥帶有紅色翅膀(Agelaius foeniceus)。普通的不透明雞蛋(歌手)及其主人,是偉大的蘆葦鶯(Arundinaceus)。牛鳥和棕色的頭(來自北美)通常只能在躺著,抓住或吊墜時清除一個寄主雞蛋。通常,該cavilje的雞蛋增殖頻率遠低於其他兩個先天性腔的頻率。寄生的kuckoos不會刺穿已經放在軍隊巢中的雞蛋。但是,在產卵之前,通常會除去杜鵑(抓取)並消耗1-2個宿主雞蛋。相反,大多數火雞軍隊的喙太小而無法抓住寄生雞蛋,因此他們經常在將它們從巢中攪動(刺穿)之前撫摸和刺穿雞蛋。 中心。普通杜鵑的橫截面的EBSD圖(歌手)及其主人,是偉大的蘆葦鶯(Arundinaceus)。寄生蟲(和兩個從南美工作的寄生卵母牛)表明晶體(或穀物)之間的密度最高,形成了一個複雜的路徑網絡。
圖2。 東菲比(Sayornis Phoebe)需要三個蛋清和兩個棕色的頭(molotrus ater)雞蛋。圖片來源:AnaliaV.López(美國紐約州)。
圖3。 Wren House(Aedon musculus troglodytes)用閃亮的牛築巢(Molothrus bonariensis)雞蛋。圖片來源:分析V.López(阿根廷布宜諾斯艾利斯省)。

日記

AnalíaV。 López,Seung Choi,Yong Park,Daniel Hanley,Jin-Won Lee,Marcel Honza,RaúlE。 Bolmaro,“強制性的鳥類海線進化為建立較硬的線條的複雜的多晶結構。” Iscience,2023年12月15日。 Doi: https://doi.org/10.1016/j.isci.2023.108552

圖像參考1

圖表編輯者:LópezAV,Bolmaro RE,ÁvalosM,Gerschenson LN,Reboreda JC,Fiorini VD,Tartalini V,Risso P,Hauber。 (2021)“如何建立雞蛋殼和抗斷裂的? https://dii.org/10.1242/jeb.243016

LópezAV,Choi S,Park Y,Hanley D,Lee JW,Honza M,Bolmaro RE。 (2023)。 “強制性的鳥類寄生蟲線進化了複雜的複雜複雜的多晶結構,以建立更堅硬的蛋殼。” Iscence 26:108552。 doi: https://doi.org/10.1016/j.isci.2023.108552

關於

RaúlE博士。 Bolmaro物理學家。 他在阿根廷拉普拉塔大學(La Plata University)贏得了物理學博士學位(1987年)。他在洛斯阿拉莫斯國家實驗室(SH.BA)和DESY,Deutches Electronen Syncrotron和Helmholtz-Zentrum Geesthacht-Centre,用於沿海材料和研究,德國蓋斯塔赫特,他通過了幾種研究態度。它的estisse研究涵蓋了多標準材料科學的技術,例如材料結構,X射線輻射,中子和同步加速器輻射以及EBSD。它的主要成就包括所有不同的金屬,合金,生物材料,陶器等。他目前是異構材料組的物理學和微力學總監,教授和舊的Rezarte,在阿根廷Conicet,Conicet的FísicaRosario研究所。

AnaliaV.López博士 – 生物學家。 她從阿根廷布宜諾斯艾利斯大學獲得了生物學博士學位(2021年)。它的主要研究集中在研究“競賽 – 種族”背景下的蛋殼鳥類系統和軍隊中蛋殼材料的結構和機械特徵的研究。不同的系統通過做出毀滅性的行為而在蛋殼上有所不同,這種行為將充當選擇壓力的機制,形成了卵表型的差異演化。為了探索特定寄生蟲系統中的行為和繁殖生態學問題,以及研究世界各地強制性乳腺寄生蟲獨立線之間的進化融合,其研究要求採用多學科方法。她目前正在與台灣和阿根廷的學者合作,他們因其對機械材料和(Bio)的工程貢獻而聞名。它的工作結合了廣泛的現場行為研究,工程技術和數學建模以及最佳系統發育比較方法。

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