https://frosthead.com

מדע הקפיצות המנצחות בתחרות הקפיצות של צפרדעים במחוז קלבראס

מרבית המדענים עורכים את מחקרם במעבדה, או על ידי עבודה עם חישובים או הדמיות על מחשבים. יש העוסקים בעבודות שדה, אולי צופים בבעלי חיים בטבע או חופר מאובנים.

ואז יש את צוות הביולוגים מאוניברסיטת בראון בראשותו של הנרי אסטלי שחוקר את תנועת בעלי החיים ועורך קצת מדע באווירה פחות קונבנציונאלית. לאחרונה הם נסעו ליובל הצפרדע קופץ במחוז המלאכים בקליפורניה - המחוז שהתפרסם בזכות סיפורו הקצר של מארק טוויין משנת 1865 - כדי לצלם ולנתח 3124 מהקפיצות ולנסות להבין בדיוק כיצד קפיצות השוורים בתחרות קופצות כך רחוק.

צוות ביולוגים ביקר לאחרונה במחוז היובל הצפרדע קופצ'ינג המפורסם בעולם כדי לחקור את קפיצות השיא של הדו-חיים והטכניקות המומחיות של ג'וקי הצפרדע. כל התמונות באדיבות מעבדת רוברטס / אוניברסיטת בראון

הרעיון מקורו, הם אומרים, מתוך ההבנה כי "ג'וקי" של צפרדעים מומחים (מתחרים שנתיים שמביאים צפרדעים משלהם ומפצירים בהם לקפוץ בטכניקות מיוחדות) היו טובים בהרבה מאשר מדענים שהביאו את בעלי החיים למרחקים גדולים: הפרש הארוך ביותר הקפיצה שנרשמה אי פעם במעבדה הייתה 4.26 רגל, ואילו צפרדעים בתחרות עלו על הנתון הזה באופן קבוע, לפעמים קפצו 6 או 7 רגל.

כדי להבין כיצד זה היה אפשרי - מבחינת ביומכניקה, כוח שרירים ומגבלות אחרות של הפיזיולוגיה - הקבוצה נסעה לתחרות, ותיעדה את תוצאותיהם במאמר שפורסם היום בכתב העת Journal of Experimental Biology. הם תפסו קפיצות שוורים במצלמה שקפצו עד 7.2 רגל וחישבו שהצפרדעים היכו את שיא המעבדה של 4.26 רגל 58 אחוז מהזמן.

איך קפיצי השוורים המופלאים האלה עושים את זה? מהנתונים עולה כי ככל הנראה, הגישה המוזרה למראה של הרוכבים להניע את הצפרדעים באמת עושה את ההבדל העצום.

ג'וקיי לוקחים את מלאכתם ברצינות - מעבר לפרס של 50 דולר על שבירת השיא העולמי, ישנן זכויות ההתרברבות העצומה של זכייה בתחרות הבכורה ביותר לקפיצת צפרדע, שמושכת אלפי מתמודדים מדי שנה ומתוארכת לשנת 1893. "הביאו צפרדעים תפסות מקומיות משלהם והם מתחרים רציניים, ולעתים קרובות עובדים בקבוצות משפחתיות שהעבירו סודות קפיצות צפרדע לדורותיהם של תחרות."

הכללים מכתיבים כי לצפרדע של כל מתחרה מותר שלוש קפיצות ברציפות, והמרחק של כל קפיצה משולב לציון הכולל. השיא הנוכחי, שנקבע בשנת 1986 על ידי "רוזי הריביטר" והקוקי לי ג'ודיצ'י, הוא 21 רגל, 5 3/4 אינץ ': 7.16 רגל לקפיצה. בממוצע, החוקרים הבחינו כי ביובל האחרון צפרדעו הצ'וקסים כמעט 5 מטר לכל ניסיון.

אולם החוקרים שמחו על כך שהם גילו שהם לא לבדם בכך שהם לא הועמדו על ידי המרצים. צפרדעי "ההשכרה" של היובל - הזמינות לחובבנים להשכרה בכדי שיוכלו להיכנס לתחרות בעצמם - היו בממוצע 3.6 רגל לכל קפיצה, בדומה לאלה במעבדה.

חלק מההסבר לאי-התאמה זו התברר בחישובי המדענים, שהם עשו לאחר שעשו דיגיטציה של כל קפיצה מצולמת כדי שיוכלו לבצע ניתוח מפורט. אלה הראו כי בהשוואה לצפרדעים שכירות, המהדרים של המרגלים היו בעלי מהירות המראה גבוהה יותר, קפצו בזווית גבוהה יותר בהשוואה לקרקע וביצעו עבודה רבה יותר עם שרירי הרגליים שלהם בזמן שהם זינקו מהאדמה.

מהי הסיבה הבסיסית להופעה מעולה זו? המרצים נדרשים להשתמש באותו צפרדע בדיוק כמו החובבנים, והחוקרים דיווחו כי כלפי חוץ הם לא נראו כל כך שונים.

הם שיערו שההבדל הוא מה שאסטלי מכנה "רצון הג'וקי". הוא מסביר בהצהרה לעיתונות: "הצפרדע חשה אם אתה מדען מקווה שזה יקפוץ טוב, או טורף דמוי זוחל קטלני שהוא הולך לאכול את זה. "

כדי להידמות לטורף קטלני זה, רוכבים עוקבים אחר אסטרטגיה פולחנית שנכחדה במהלך העשורים האחרונים. הם משתופפים, הם משפשפים את רגליהם האחוריות של הצפרדעים, ואז משליכים אותם מרחק קצר לקרקע. רגע לאחר נחתת הצפרדע, הם רודפים אחריו ראשית, או צועקים עליו או נושבים עליו מאחור. ככל הנראה, התנהגות זו מעוררת בעוצמה את יצרי הטיסה של הצפרדעים, מה שמוביל אותם לקפוץ למרחק הגדול ביותר האפשרי.

עבור החוקרים זה הוביל לשאלה מעניינת: האם הקפיצות הזוכות בגובה 7 מטר ברגל מייצגות את נקודת השיא של יכולת קפיצת השור העצומה? החישובים התיאורטיים שלהם, בהתבסס על הידע שלנו על חוזק השרירים של הצפרדעים, האנרגיה שלהם, מהירות הקפיצה וזוויתם, מצביעים על כך שהתשובה היא כן - הצפרדעים ככל הנראה לא יכולות לקפוץ רחוק יותר מהאורך הזה.

תשובה זו נתמכת במגמות היסטוריות בתחרות. במשך העשורים הראשונים שבהם נשמרו הדמויות, נרשמה השיא שוב ושוב בקפיצות דרך, ועבר מגובה של כ -12 רגל (במשך 3 קפיצות משולבות) בשנת 1930 לכמעט 17 מטר בשנת 1953 ל- 20 רגל בשנת 1976. מאז, זה הייתה עומדת יחסית, רק זחילה על מטר וחצי בשנת 1986 ונשארה בלתי שבורה בשנים שחלפו מאז.

מגמה מסוג זה מצביעה על כך שמג'וקים מצאו את השיטה הטובה ביותר על ידי ניסוי וטעייה, ואז פגעו בחומה הפיזיולוגית של "שודדי השוורים" - וכשמדובר ביובלי קפיצת צפרדע, מדובר בקוקנים, ולא בצפרדעים, הזוכים באליפויות.

מדע הקפיצות המנצחות בתחרות הקפיצות של צפרדעים במחוז קלבראס