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本科生的研究发现:饼干怪物幼虫和斑点大小的食人族

Adult sea star:
成年海星: Karina Brocco French '16展示了一只从Jon Allen的ISC 3佳博体育的水箱中拖出的成年海星。成年海星是众所周知的食人族;弗伦奇发现,这些无脊椎动物在出生几天后就开始互相捕食。约瑟夫·麦克莱恩摄
Eating like Cookie Monster:
像饼干怪物一样吃东西: 17岁的安娜·克洛彭(Anna Klompen)拿着一个烧杯,里面装着数不清的海洋扁虫幼虫,这是一种以牡蛎为食的物种。Klompen发现幼虫会吃东西,尽管它们真的不擅长吃。约瑟夫·麦克莱恩摄

安娜·克洛彭在某些圈子里被称为扁虫妈妈。Karina Brocco French正在发展她自己的另一种母亲身份:食人妈妈。

妈妈们通过观察两种不同的海洋无脊椎动物奇怪的进食习惯来取名字。krompen ' 17和French ' 16在William & 玛丽生物系Jonathan Allen的佳博体育里有重大发现。在综合与比较生物学学会的年会上,他们两人包揽了无脊椎动物学部的本科生奖。

Klompen获得了最佳学生海报奖,French获得了最佳学生演讲奖。艾伦指出,这两个奖项都在与硕士生、博士生以及本科生竞争。弗伦奇因在研究中使用替代假设的学生获得了第二个奖项。

“所以这个部门有三个可能的奖项,两个威廉玛丽大学的本科生获得了所有三个奖项,”艾伦说,并指出该奖项表彰了两位年轻研究人员对科学的真正贡献。

你小拇指指甲那么大的掠食者

Klompen一直在研究Stylochus ellipticus,这是一种小型海洋扁虫,是牡蛎和藤壶的捕食者。(“大一那年,我曾不小心把它叫做‘寄生虫’,我说错了,啊,”她说。)

椭圆茎柱蝗的幼虫研究一直是一个难题。这些小虫太小了,用肉眼看不到,即使是成年虫,也需要敏锐的眼睛才能看到。

克洛彭说:“我喜欢的那些大的,给我下很多蛋的,我通常会告诉别人它们有我的小拇指指甲那么大。”“但它们的范围可达几厘米。”

这些蠕虫在生态和经济上都很重要,艾伦解释说,因为成年蠕虫会吃藤壶,但似乎更喜欢牡蛎。“它们真的很擅长吃小牡蛎,”艾伦说。

艾伦的佳博体育在美国国家科学基金会的资助下,一直试图研究椭圆茎柱螈的早期生命阶段。之前的两名学生尝试将蠕虫从卵培养到幼虫阶段都失败了。艾伦承认,他认为学生们做错了什么,但克朗彭的研究表明,是关于小蠕虫的科学文献错了。

Klompen解释说,文献认为幼虫不需要太多食物。一些权威人士甚至认为,蛔虫的幼虫阶段根本不吃东西。他们错了。

“事实证明,它们需要很多食物,”艾伦说。“他们不吃很多食物。它们真的真的不擅长吃东西。”

永远不要邀请这些人参加你的豪华晚宴

幼虫以藻类为食,它们需要大量的藻类,因为krompen将它们的饮食习惯描述为“直接撞上食物”。他们比较了年轻的椭圆茎柱蝗和饼干怪的进食技巧。

“你知道:饼干怪物有一大盘饼干,他就像啊,啊,啊!”艾伦一边说,一边模仿《芝麻街》(Sesame Street)中观众熟知的疯狂破坏一盘窃笑涂鸦的动作。“而且大部分饼干都进不了他的嘴里;碎片越过他的头顶,掉在地板上。”

除了让教授模仿布偶的好处外,克朗彭对小扁形虫食性的洞察对切萨皮克湾有潜在的深远影响。她已经开始了一个副业,这个副业是基于观察她的小扁形虫所形成的假设。

“随着时间的推移,在海湾富营养化的过程中,藻类水平上升了很多,”她解释说。“因为有更多的藻类,这些扁形虫幼虫就有了更多的食物。”

与此同时,Klompen说,牡蛎的恢复工作正在把更多的牡蛎吐在海湾的贝壳上,所以有更多的嫩牡蛎供成年蠕虫食用。更多的成虫意味着更多的卵。她说:“整个循环就这样开始了。”

她正在继续她的研究,努力确定与20世纪50年代相比,今天切萨皮克的藻类增加了多少,这是验证她的假设的第一步,该假设暗示,增加的扁形虫捕食对海湾的牡蛎来说是一个比目前所了解的更大的问题。

当你的标本开始互相吞食

弗伦奇在进行另一项研究时,发现了幼年海星的进食习惯。她说,她正在调查促使这些动物长出刺的环境条件。

她的海星是我们熟悉的五臂“海星”,主要是因为它们干燥的尸体给贝壳的展示增添了漂亮的色彩。在它们变干并被放在架子上之前,它们在海洋食物网中扮演着重要的捕食者的角色。

弗伦奇解释说,一种“基石捕食者”对它们的生态群落的影响比它们的生物量所能预测的要大,并在塑造环境方面发挥着重要作用。

以海星为例,同类相食是重要捕食者角色的一部分。海洋科学家很早就知道成年海星是同类相食的,但正如克伦本是第一个发现她的扁虫幼虫实际上吃东西一样,弗伦奇是第一个记录幼年海星同类相食的人。她的发现是一个令人高兴的意外。

在幼年时期,海星身上长满了刺,“就像奇怪的小豪猪,”艾伦说,与它们多节的成年身体形成鲜明对比。弗伦奇计划进行一项实验,该实验基于一个假设,即捕食者的存在会影响海星幼崽的脊柱生长。她的方法基本上是把一些海星放在一个盘子里,然后引入一种捕食者线索——一种被认为是吃小海星的生物的化学物质。

一粒沙子大小的食人族

她没走多远,因为她的标本一个接一个地消失了。没过多久就开始出现失踪事件,也没过多久就弄清楚发生了什么。

“他们刚刚变形了。它们刚刚从幼虫阶段变成了海星。它们只有一两天大,大约一粒沙子那么大。”弗兰奇说。“而且它们已经大到可以吃对方了,这太疯狂了。”

艾伦说:“即使它们在幼虫时期被喂得很好,你认为你对它们很好,它们还是会吃自己的兄弟姐妹。”

当krompen的扁虫幼虫以饼干怪物为食时,海星的幼崽基本上是为彼此设置了一个陷阱。

弗兰奇解释说:“幼鱼会把它的口腔表面——也就是胃所在的地方——暴露在它要吃的幼鱼面前。”“它只是挤出胃粘膜,从外部消化它的兄弟或姐妹。”

她的佳博体育标本互相吃对方的发现对弗伦奇来说是一个打击,尤其是在她介绍捕食者线索之前,海星就开始互相吃了。

“我真的很生气,”她说。“这本该是我的荣誉论文,而当时是十一月!”

她将研究重点从海星的脊椎生长转向同类相食,并准备了一系列新问题。

“首先,我们想在一个受控的环境中观察这种行为,因为我们是偶然发现的,所以我们想看看我们认为正在发生的事情是否真的发生了,”她说。

这是。没过多久,一个被仔细观察的幼年海星的烧杯就开始显示出种群数量的下降。

规模很重要。人口密度也是如此

弗兰奇解释说:“然后我们想确定这种同类相食的行为是否取决于幼鱼的大小和你在野外发现的自然密度。”“最后,我们想看看如果它们有其他食物来源,这种行为是否会发生。”

她发现同类相食的频率随着标本的密度增加而增加,而且这些小东西互相吃的密度也会在野外发现。

弗兰奇补充说:“我们还发现,同类相食的行为与体型有关。”“所以,体型较大的幼鱼更有可能是同类相食的幼鱼。这对鱼的体型差异越大,这对鱼就越有可能自相残杀。

“而且,”她总结道,“我们发现它们在有另一种食物来源的情况下会自相残杀,对它们来说,这种食物来源就是幼年贻贝。没关系;它们吃同类,也吃贻贝。”