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1. 연구배경

원양 환경에서 몇 년 후, 미국 동부 해안에서 태어난 거북이는 갯벌, 만 및 강어귀와 같은 연안 해역에서 삽니다. 두 새끼 모두 제한된 서식지에 서식하는 것으로 보이며 종종 귀가 행동을 보이고 이주 후 특정 위치로 돌아갑니다. 온대 및 아열대 지역에서 바다와 녹색 거북이는 겨울에 치명적인 수온을 피하기 위해 계절에 따라 이동합니다. 예를 들어, 노스캐롤라이나, 버지니아, 뉴욕 해안의 거북이는 가을에 남동쪽으로 이동하여 따뜻한 해안이나 만 강에 도달합니다. 봄에 그들 중 일부는 따뜻한 계절에 사는 특정 북부 음식 서식지로 돌아갑니다. 어린 거북이와 성체 거북이가 먹이를 찾는 지역이나 장기간의 계절 이동을 완료할 수 있는 방향 및 탐색 메커니즘에 대해서는 알려진 바가 거의 없습니다.

부화하는 바다거북의 유도 메커니즘은 광범위하게 연구되었지만 개체 발생 방향 및 탐색의 변화는 많은 동물에서 발생하는 것으로 알려져 있습니다. 따라서 대형 해츨링과 성충이 사용하는 전략과 메커니즘은 처음 이주를 시작할 때 사용하는 것과 매우 다를 수 있습니다. 나이든 바다거북의 방향과 탐색 메커니즘을 연구하는 첫 번째 단계로, 우리는 바다에서 잡힌 어린 바다거북의 부화를 연구하는 데 사용되는 기술을 사용했습니다. 결과는 귀향 행동과 계절적 이동 방향 모두가 실험 영역에서 파생될 수 있음을 보여줍니다. 환경 변수는 신중하게 제어할 수 있습니다. 또한 이러한 결과는 새끼가 시험장에서 사용 가능한 신호를 사용하여 목적지까지의 위치를 ​​평가하고 지도 기반 탐색 기능을 가질 수 있다는 강력한 증거를 제공합니다.

2. 결론

2.1. 여름 방향성

시험장 동북동에서 포획된 새끼 붉은갈매기는 5월부터 9월까지의 시험기간 동안 유의한 방향성을 보였다. 이것은 캡처 영역으로 돌아가는 가장 직접적인 경로와 매우 잘 맞는 방향입니다. 여름에 포획된 홍갈매기 역시 시험장의 서쪽에서 남서쪽으로 방향이 뚜렷했지만 포획 장소와 같은 방향인 중간 방향이었다. 두 분포는 크게 다릅니다. 여름에 북동부 동부에서 포획된 어린 거북이들도 포획 지역으로 크게 이동했다.

2.2. 가을 방향성

10월과 11월 사이에 시험장 동북동쪽에서 포획된 새끼 붉은갈매기의 평균 방위는 190°였다. 이 방향은 여름에 북동북동부에서 잡힌 적갈색과는 확연히 다르다. 마찬가지로 가을에 테스트한 녹색 거북이의 평균 방향은 199°였습니다. 여름에 녹색 바다 거북의 방향은 가을과 현저하게 다릅니다.

3. 토론

3.1. 귀환 행동

여름 테스트 동안 젊은 붉은 갈매기가 테스트 사이트의 서북동 및 서남서에서 각각의 캡처 사이트로 캡처되었습니다. 이러한 결과는 30-167km를 수동적으로 이동하여 오리엔테이션 경기장에 배치된 후 거북이가 포획 사이트의 방향, "귀향" 방향을 결정할 수 있음을 보여줍니다. 이러한 결과는 기본 신호가 주의 깊게 제어될 수 있는 실험실 조건에서 바다거북의 귀환 행동이 도출될 수 있음을 처음으로 보여줍니다. 집에 갈 수 있는 동물은 지리적 위치를 결정하는 위치 감각과 적절한 집 방향을 유지하기 위한 방향 또는 나침반을 가지고 있는 것으로 간주됩니다.

바다거북은 자기 나침반 감각이 있는 것으로 알려져 있으며 최근 실험 결과는 새끼가 태양 나침반 또는 하늘색 편광 패턴을 기반으로 칭호를 유지하는 두 번째 메커니즘을 가지고 있다는 증거를 제공합니다. 대조적으로, 어린 바다거북과 성체 바다거북의 위치 결정 시스템에 대해서는 알려진 바가 거의 없습니다. 원칙적으로 우리 실험에서 옮겨진 거북이는 적어도 두 가지 다른 방법으로 포획 장소를 찾을 수 있습니다. 테스트 사이트 외부의 경로 또는 테스트 사이트에서 사용할 수 있는 위치 신호를 감지합니다.

3.2. 지도 기반 탐색

한 가지 가능성은 거북이가 포획 지역으로 돌아가는 경로를 설정하기에 충분한 해상도로 테스트 사이트로의 외부 여행을 모니터링하는 것입니다. 그러나 대부분의 거북이는 잡은 후 최소 1-3시간 동안 어선에 머물며, 그 시간 동안 거북이는 시각적 신호를 잃고 보트는 거의 끊임없이 방향과 위치를 변경합니다. 거북이는 약 30~200분 동안 구불구불한 길을 따라 시험장까지 더 움직였다. 따라서 바깥쪽으로 이동하는 동안 얻은 정보를 사용하여 캡처 지점으로 향하는 방향을 결정하기 위해 거북이는 육지와 바다를 포함한 여행의 다른 부분의 방향과 거리를 몇 시간 동안 면밀히 관찰해야 합니다. 시각적 신호. 할 것이다. 이 가능성을 확실히 배제할 수는 없지만 가능성은 낮다고 생각합니다. 또 다른 설명은 거북이가 포획 지역에 상대적인 위치 또는 적어도 포획 지역을 향하고 있던 일반적인 방향을 결정하기 위해 테스트 사이트에서 사용할 수 있는 신호를 사용했다는 것입니다.

이 능력은 새, 양서류, 가재를 비롯한 여러 동물에 존재하는 것으로 알려져 있습니다. 우리의 데이터는 거북이도 Able이 정의한 지도 기반 탐색을 가능하게 하는 이 능력을 가지고 있음을 시사합니다. 포획 사이트에 대한 위치를 평가하는 데 사용되는 거북이의 신호는 이러한 초기 실험에서 확인할 수 없습니다. 시험장이나 저장탱크에 자연적 랜드마크가 없기 때문에 시각적 랜드마크는 위치 평가의 기초를 제공할 수 없습니다. 위치 정보의 많은 가능한 소스에는 위치별 화학적 신호(거북이가 테스트된 물에 존재하는 경우) 및 지구 자기장에 대한 정보가 포함됩니다. 위치 정보는 하루 중 특정 시간에 해가 뜨는 것과 같은 천체 신호에서 얻을 수 있지만 현재 어떤 동물도 이 정보를 탐색에 사용한다는 증거는 없습니다.

3.3. 바다에서 귀향

이전의 여러 연구에서 새끼 또는 성체 거북이는 포획 장소에서 옮겨져 풀려났습니다. 각각의 경우에 많은 거북이가 포획 지역으로 돌아왔는데, 이는 거북이가 이동 경로를 보상하고 특정 위치를 찾는 탐색 메커니즘을 가지고 있음을 시사합니다. 이러한 발견은 멕시코만의 먹이 밭에서 약 50km 떨어진 곳에 위치한 거북이가 포획 장소로 빠르게 돌아온다는 Carr의 관찰과 일치합니다. 이것은 또한 거북이가 니카라과에서 플로리다로, 니카라과에서 케이맨 제도로, 어센션 섬에서 영국 해협으로 이송되어 원래의 포획 장소로 돌아간 일부 일화와 일치합니다. 모든 거북이 변위가 명확한 귀환 동작을 초래하는 것은 아닙니다. 그러나 귀향에 대한 연구는 종종 비정상적으로 긴 이동, 거북이가 활동하지 않을 때 둥지를 틀거나 위성 송신기를 거북이 머리에 직접 설치하는 것과 관련이 있습니다. 송신기가 자기장을 생성하기 때문에 이 마지막 방법은 자석이 거북이의 방향을 방해할 수 있는 것처럼 거북이가 자기 정보를 인식하는 능력을 손상시킬 수 있습니다. 그러나 이러한 고려 사항에 관계없이 우리의 결과는 거북이가 지도 기반 탐색이 가능하다는 가설과 일치합니다.

1. 배경

많은 동물에서 특정 환경 신호에 대한 방향 움직임은 다양한 공간 척도에 걸쳐 움직임을 안내하는 데 중요한 역할을 합니다. 장거리 이동하는 종에서 방향 이동은 종의 지리적 분포를 형성할 뿐만 아니라 분산, 유전자 흐름 및 식민지화와 같은 기본적인 생물학적 과정에 영향을 줄 가능성이 있습니다. 그러나 대부분의 동물의 이동을 안내하는 탐색 메커니즘은 불분명합니다. 결과적으로 동물의 움직임 모델에 현실적인 탐색 프로세스를 통합하거나 그러한 행동이 동물 분포에 미치는 영향을 결정하려는 시도는 거의 없었습니다.

어린 바다거북의 이동을 안내하는 항법 시스템은 모든 해양 동물 중 가장 철저하게 연구된 것 중 하나입니다. 미국 플로리다에서 온 젊은 적들이 사르가소 해 주변에서 대양을 횡단하기 시작합니다. 북대서양 아열대 자이로로 알려진 따뜻한 수류 시스템 어린 바다거북은 지구 자기장의 위치를 ​​일종의 "지도"로 사용하여 자이로스코프 내부에서 수영하도록 안내합니다. 특히, 실험실 연구는 국부 자기장이 항법 마커 역할을 하고 이동 경로를 따라 다른 위치에서 수영 방향의 변화를 유도한다는 것을 보여주었습니다. 주어진 시간에 바다거북의 궤적은 수영 움직임과 현재 움직임의 두 가지 요소의 조합에 의해 결정됩니다. 또한, 전류 속도는 전류의 다른 부분 사이에서 크게 변합니다. 대서양: 일부 지역에서는 해류가 헤엄칠 수 있는 것보다 해류가 느리게 이동하는 반면 다른 지역에서는 몇 배 더 빠르게 이동합니다.

따라서 실험실 조건에서 얻은 실험 결과가 안내 메커니즘에 대한 귀중한 통찰력을 제공하지만 이러한 결과만으로는 검색 응답이 대규모 철새 이주에 영향을 미치는 정도를 예측할 수 없습니다. 이 연구에서는 실험적으로 도출된 자기 방향 거동을 고해상도 해양 순환 모델에 통합함으로써 바다 거북이의 궤적을 시뮬레이션하고 국부 자기장에 대한 응답이 어떻게 영향을 미치는지 연구할 수 있습니다. 결과는 지역 자기장에 대한 반응으로 소량의 방향 수영으로 나타나는 몇 가지 간단한 탐색 응답이 바다 거북 철새 이동 및 공해 분포에 불균형적으로 큰 영향을 미칠 수 있음을 시사합니다. 이 발견은 전통적으로 운송을 위해 전적으로 해류에 의존하는 것으로 생각되었던 많은 해양 유기체에 중요한 의미를 갖습니다.

2. 결론

2.1. 유역 규모의 풍부 패턴

수동 표류 시나리오와 비교하여 자체 항법 행동은 어린 거북이의 성장과 생존에 유리한 북대서양 아열대 순환의 주류에 들어가고 머무르는 시뮬레이션 된 거북이의 수를 증가 시켰습니다. 스스로 탐색하는 거북이는 수동적으로 표류하는 거북이보다 아조레스 제도 주변의 풍부한 물에서 발견될 가능성이 더 큽니다. 또한 자기 탐색은 자아의 서쪽과 북동쪽 가장자리에서 거북이 개체수를 줄였습니다. 포식의 위험이 증가하고 겨울 온도가 매우 낮기 때문에 이러한 위치는 새끼를 낳기 위한 최상의 선택이 아닐 수 있습니다.

2.2. 아조레스 제도 붉은 갈매기의 혼합 유전학적 추정치와의 비교

수동 드리프트 시뮬레이션에 따르면 1년 된 거북이의 17.3%가 5년 이내에 아조레스 제도에 도착했습니다. 하루 1시간, 2시간, 3시간 자체 항법을 가정한 시뮬레이션 결과는 아조레스 제도에 도달하는 거북이의 20.2%, 22.7% 및 26.8%로 나타났습니다. 각각은 다음과 같습니다. Monzon-Aghello의 유전자 분석에 따르면 사우스 플로리다 랩터의 29.6%가 아조레스 제도에 도달합니다. 이 비교는 시뮬레이션된 자체 탐색 동작이 수동 드리프트 시나리오보다 현재 알려진 북대서양 적층 분포와 더 일치함을 보여줍니다.

3. 토론

우리의 연구 결과에 따르면 해츨링은 많은 해류보다 훨씬 느리게 수영하지만 이동 경로에 상당한 영향을 미칠 수 있습니다. 여러 로컬 자기장이 방향 수영을 유도하는 간단한 탐색 전략은 시뮬레이션된 거북이가 성장과 발달에 유리한 서식지에 도달할 확률을 크게 높이는 동시에 거북이가 최적이 아닌 영역에 들어가거나 남아 있을 가능성을 줄입니다. 보수적인 가정에도 불구하고 거북이는 하루에 0.72~2.16km 미만으로 이동하고 북쪽 가장자리의 세 자기장에 반응하여 약한 방향성을 가지고 수영하는 짧은 시간 동안만 수영합니다. 그러나 이러한 효과가 관찰되었습니다. 우리의 연구 결과는 새끼 거북이가 그들의 분산 궤적에 영향을 미칠 수 없으며 유역을 가로지르는 분포가 전적으로 해류에 의존한다는 이론의 재평가를 요구합니다.

이러한 시뮬레이션은 바다거북이 이 전략의 에너지 집약적 전략에 의존하기보다 적절한 바다 지역으로 이동하는 조류에 포획하기 위해 제한된 방향 수영을 사용하여 이동 경로를 비교적 쉽게 따를 수 있음을 시사합니다. 행동 실험에 따르면, 다양한 지역에 대응하여 바다거북이 채택한 표제는 북대서양 아열대 순환의 지표 순환 패턴을 사용하도록 진화한 것으로 보입니다. 어떤 경우에는 소량 방향 수영의 이점이 중요할 수 있습니다. 예를 들어, 남서부 대서양 만에 들어가는 거북이 중 수영하는 거북이는 수동적으로 표류하는 거북이보다 아조레스 제도에 도달할 가능성이 14배 더 높았습니다. Scott이 제안한 방향 수영의 또 다른 이점은 북쪽 환류 경계의 거북이가 남쪽의 따뜻한 물에서 수영하면 더 빨리 자랄 수 있다는 것입니다. 관련 발견은 자기 탐색 행동이 상당한 적응 가치를 가질 수 있음을 시사합니다. 그렇다면 행동은 자연 선택에 의해 강력하게 뒷받침될 가능성이 있으며 일단 발생하면 인구 전체에 빠르게 퍼질 가능성이 있습니다. 마찬가지로, 지구의 자기장이 시간이 지남에 따라 점차적으로 변화함에 따라, 이동 경로를 따라 존재하는 자기장의 존재는 유리한 해양 지역으로의 이동을 용이하게 합니다. 항상 일관되게 그리기.

1. 배경설명

많은 동물의 모터 패턴을 탐색 할 수있는 인상적인 능력을 제안하고 가능한 기본 메커니즘에 상당한 관심이 있었다. 특별한 상황에서 야생 동물의 이동 패턴을 관찰하는 것은 환경의 맥락에서 탐색에 사용되는 감각 메커니즘에 대한 통찰력을 제공 할 수 있습니다.

그러나, 여러 다른 가설은 종종 같은 움직임 패턴을 설명 할 수 있고, 순수하게 관측 자료는 종종 특정 탐색 메커니즘을 식별하기에 충분하다. 한 번에 하나 개의 변수를 조작 통제 된 실험실 환경에서 실험, 모호성을 줄일 수 있지만, 멀리는 환경 컨텍스트에서 동작을 유지해야합니다. 연구자의 증가는 실제 환경 모델 실험에서 파생 된 동작을 시뮬레이션하여이 문제를 해결하고 있습니다. 이러한 기술은 더 실험실 또는 현장 실험을 통해 테스트 할 수있는 가설을 행동의 생태에 미치는 영향을 파악하고 생성 할 수 있습니다.

본문에서는 해양 순환 모델에 실험실 기반의 방향 실험과 가상 입자 추적을 결합하여 바다 거북 부화의 자기 네비게이션 시스템을 조사합니다. 이 방법에 대한 통찰력을 제공한다 (1) 방법 청소년 바다 거북 초기 대양 횡단 마이그레이션하는 동안 자신을 조종하는 자기장 정보를 사용하고, 이러한 방향 응답이 종의 해양 생태계에서 재생 어떤 역할 (2). 플로리다의 부화 먹이의 조류는 걸프 스트림으로 대서양을 가로 질러 수영을 시작합니다. 몇 년 동안 북대서양 여행 후, 그들은 마침내 그들이 태어난 지역에 돌려 보냈다.

실험실 실험은 부화 거북 자기장의 강도 및 경사각을 모두 감지 할 수 있음을 보여 주었다. 이 두 변수는 지리 공간 정보와 함께 거북이를 제공하고 그들이 지구 자기장에서 위도와 경도 정보를 추출 할 수 있습니다. 새로운 사진은 부화한 붉은 갈매기가 국지적 자기장에 대해 정교한 방향 반응을 갖고 있어 대서양 횡단 이동 경로를 따라 이동하는 데 도움이 된다는 것을 보여줍니다. 지구상의 위치 정보의 모든 사용을 포함하고 특정 동물의 내부 공간 표현의 특성에 대해 가정하지 않는 용어의 최근 정의에 기초하여, 우리는 이 항법 시스템을 "자기도(magnetogram)"라고 부릅니다. 거북이의 자체 항법 시스템의 기능과 기능에 대해 많은 질문이 남아 있습니다. 예를 들어 거북이가 북대서양 아열대 자이로를 따라 어디에서나 위치를 평가할 수 있는 자기 지도를 물려받았습니까? 아니면 자기 방위각 응답이 몇 가지 특정 지리적 영역에만 존재합니까? 더 중요한 것은 해류가 거북이를 헤엄치는 방향과 다른 방향으로 움직일 수 있는 바다에서 자기 방향 반응이 실제로 거북이가 이동하는 방식을 어떻게 형성합니까? 이러한 질문을 해결하기 위해 먼저 북대서양의 서로 다른 5개 위치에서 자기장에 대한 부화 원생생물의 방향성 반응을 조사했습니다.

동부 대서양에는 세 개의 유전이 있습니다: 아조레스 제도, 포르투갈 북부, 지브롤터 해협, 카나리아 제도 근처. 서부 대서양에는 바베이도스 근처와 수리남과 프랑스령 기아나에서 북서쪽으로 약 700km 떨어진 두 개의 다른 유전이 있습니다. 그런 다음 이러한 행동이 실제 환경에서 개별 거북이의 이동 경로에 어떻게 영향을 미치는지 조사하기 위해 해양 순환 모델에서 관찰된 방향을 시뮬레이션했습니다. 우리의 연구 결과는 자기 탐색 행동이 어린 바다 거북의 이동 궤적과 해양 생태를 형성하는 데 중요한 역할을 한다는 증거를 제공합니다.

2. 결과

우리는 5가지 자기 치료 중 거북이의 방향에서 상당한 차이를 관찰했습니다. 두 종목 모두 방향성 수영으로 이어집니다. 거북이는 포르투갈 북부의 들판에서 남쪽을 향하고 있습니다. 바베이도스의 들판에서는 거북이가 북쪽으로 날아갑니다. 그러나 다른 세 영역은 통계적으로 구별 가능한 무작위 방향으로 이어지지 않았습니다. 입자 추적 시뮬레이션은 포르투갈 북부에서 수동적으로 표류하는 입자의 15.9%가 같은 위도에 있거나 60일 후에 북쪽으로 표류하는 것으로 나타났습니다. 대신, 0.38m s-1의 속도로 4~8시간 동안 남쪽으로 수영하도록 프로그래밍된 모든 입자가 남쪽으로 이동했습니다. 북대서양 붉은 갈매기가 선호하는 열 적응의 하한선은 약 15°C입니다. 60일 동안의 평균 해수면 온도는 14°C였으며, 이는 수동적으로 움직이는 입자의 21.1%에 의해 발생했습니다.

대조적으로, 입자의 7.3%만이 4시간 동안 수영했고 입자의 1.7%는 잠재적으로 치명적인 온도에서 8시간 동안 수영했습니다. 바베이도스 지점의 입자 추적 시뮬레이션에 따르면 수동 궤도의 8.9%만이 표류 후 60일 이내에 앤틸리스 제도를 통해 북쪽으로 이동합니다. 반면, 하루 8시간 북향을 시뮬레이션할 때 입자의 72.1%가 앤틸리스 제도와 함께 북쪽으로 이동했고, 95.9%가 북쪽으로 이동했다. 방향 수영을 유도하지 않는 자기장이 있는 세 위치에 대해 입자 추적 시뮬레이션도 수행되었습니다. 대서양 동쪽의 두 위치는 궤도가 다르지만 일반적으로 지브롤터 해협에서 동쪽으로 이동하고 카나리아 제도에서 남쪽으로 이동합니다. 서대서양에서는 수리남 근처에서 방출된 입자의 94.3%가 북적도 해류에 의해 북서쪽으로 운반되었습니다.

3. 논의

3.1. 지향적인 수영 반응

북부 포르투갈 근처에서 남쪽 방향의 자기유도는 바다거북이 넓은 남부 카나리아 해류를 따라 이동할 수 있게 해줍니다. 남쪽에서 수영하는 것은 그 지역 근처의 자기장에서 바다거북에 대한 이전 테스트의 결과와 일치합니다. 입자 추적 시뮬레이션은 해당 지역의 거북이가 수동적으로 표류하는 경우 더 오랜 기간 동안 해당 지역에 머무는 것으로 나타났습니다. 이러한 결과는 어린 붉은 갈매기에게 문제가 될 수 있습니다.

이 바다는 너무 추워서 일년 내내 생존할 수 없기 때문입니다. 바베이도스 근처의 들판으로 인한 북쪽 이동은 바다거북이 앤틸리스 제도로 들어갈 가능성을 높였을 수 있으며, 이로 인해 바다거북은 나이가 든 젊은 바다거북이 보금자리를 잡고 결국에는 둥지를 틀고 있는 북미 해안으로 돌아오게 되었습니다. 이 발견은 북동쪽 방향이 앤틸리스 제도로의 이동을 도왔을 수 있는 행동인 푸에르토리코 근처의 자기장의 존재로 인해 발생했다는 이전 연구와 일치합니다. 또한 입자 추적 실험에 따르면 바베이도스 근처에서 북쪽으로 수영하면 붉은 갈매기가 어린 시절 카리브해를 탈출하는 데 도움이 될 수 있습니다.

2.2. 비지향적 수영 반응

지브롤터 해협, 카나리아 제도, 수리남 북쪽에서 발생하는 자기장이 왜 거북이로부터 지향적인 수영을 이끌어내지 못했는지에 대해서는 알려져 있지 않다. 그럼에도 불구하고, 이러한 분야에 대한 방향성 반응의 부족은 어린 적갈매기의 해양 생태에 대한 중요한 통찰력을 제공할 수 있다. 특정 지역적 영역과 결합된 오리엔테이션 반응은 어린 거북이들이 기온, 포식자, 제한된 먹이 또는 다른 요인들로 인해 잠재적으로 위험한 지역을 떠나거나 피하는 데 도움이 될 수 있다. 만약 그렇다면, 위험하거나 불리하지 않은 장소에서 발생하는 장은 강한 지향의 수영을 이끌어내지 못할 수 있다.

2.3. 바다와 지자기 개별

거북이가 북대서양을 일주할 때 만나는 환경 조건과 정확한 해양 순환 패턴은 다양하고 예측할 수 없으며 빠르게 변화합니다. 사실, 장단기 기후 조건과 같은 요인의 차이로 인해 같은 해변에서 이주를 시작한 두 명의 다른 아기는 매우 다른 장소로 수송될 수 있습니다. 생존 가능성이 낮은 지역 특히, 시뮬레이션은 수동 드리프트 시나리오와 비교하여 포르투갈과 바베이도스의 거북이 방향에서 관찰된 것처럼 이동성의 변화를 좁혔습니다. 따라서 적어도 어떤 경우에는 자기 방향이 거북이 궤적을 더 예측 가능하게 만드는 것으로 보이며, 이는 주로 상속된 방향 지시에 기반한 탐색 시스템의 중요한 측면일 수 있습니다.

설상가상으로 자기장 자체도 점차 변화하고 있습니다. 흥미롭게도 최근 발견에 따르면 일부 동물의 이동 경로와 다른 동물의 이동 종점은 지자기 운동의 속도와 방향에 영향을 받습니다. 사실, 한 분석에서는 자기 표류가 해수 온도와 해류의 합이 아니라 운동 경로의 변화를 설명한다는 사실을 발견했습니다. 멀리 떨어진 해양 이주민의 해양 횡단 이동에 대한 감각 기반에 대한 포괄적인 이해는 해양 조건과 지자기장의 수많은 변화의 원인에 대한 자세한 고려가 필요합니다. 해양 순환과 지자기 역학 사이의 복잡한 상호 작용은 동물이 환경 변화 및 행동의 생태 및 진화적 영향에 어떻게 반응하는지에 대한 가설을 테스트하기 위한 독특한 개념 설정을 제공합니다.

1. 배경설명

동물 항해의 어려움은 작은 대양 섬에서 계획된 모임에서 알 수 있듯이 일부 이주민이 넓은 바다에서 장거리 여행을 할 수 있는 능력에서 가장 분명해 보입니다. 따라서 어떤 이론도 동물이 공해로 옮겨지는 과정을 설득력 있게 설명할 수 없습니다.

세 가지 종류의 안내 시스템은 Ives가 가능한 접근 방식이라고 제안합니다. (1) 지금까지 우리에게 숨겨져 있던 행성 서명을 감지할 수 있는 비행, (2) 계산적으로 비효율적인 비행을 탐색하기 위해 일종의 관성 시스템 사용, (3) 탐색 방법 이중 좌표 포지셔닝과 결합된 나침반 감지.

몇 년 전 태깅 연구에 따르면 녹색바다거북 Cellonia midas는 정기적으로 아프리카와 브라질 사이의 남대서양에 있는 Ascension Island로 둥지를 이동합니다. Ascension에서 7년 동안 태그가 붙은 556명의 여성이 체포되어 Ascension에서 어부들에게 보고되었으며, 모두 브라질 해안에서 발견되었습니다. 꼬리표가 붙은 거북이 중 5마리가 1년 이상 간격을 두고 Ascension Island의 둥지로 돌아왔을 때 관찰되었습니다. Ascension Island에는 성체 녹색 거북이를 위한 먹이가 없으며 브라질 해안에도 녹색 거북이가 많이 서식하지 않습니다. 이 데이터에 대한 가장 그럴듯한 근거는 광범위한 지역 퇴적물에 의해 유지되는 바다거북이 둥지를 틀기 위해 브라질에서 Ascension Island로 직접 이동했다는 것입니다.

이러한 라벨링 연구에서 가장 유명한 이주자인 새의 안내 여행에 대한 가장 좋은 설명은 천체의 방향과 위치를 결정하는 것으로 보입니다. 독일 학생 von Frisch와 Kramer는 동시에 태양 나침반 시스템의 존재를 증명했습니다. 다른 사람들은 생물학적 시계와 나침반의 타고난 감각이 척추 동물과 무척추 동물 모두에서 공통적이라는 것을 발견했습니다. Sauer & Sauer의 T.the는 새가 밤하늘의 특성에 따라 위치를 결정할 수 있고 이동 후 적절한 새로운 경로를 설정할 수 있다고 제안했을 때 천체 항법은 종종 동물의 긴 여행을 설명하는 가장 혐오스러운 이론으로 간주됩니다. 

C. mydas의 상승 운동에서 우리는 이제 이 이론의 주요 결함을 볼 수 있습니다. 특히 브라질로의 승천 여행에 적용되는 한 가지는 푸른 거북이가 위에서 별을 볼 수 없다는 것입니다. Hoffman이 지적한 또 다른 점은 지금까지 생체 시계에 대한 모든 실험이 낮과 밤의 외부 주기를 변경하여 시계를 재설정했다는 것입니다. 이 경우 태양의 이중좌표항법은 자동적으로 배제되는 것으로 보인다. 방향 찾기를 위한 재설정 가능한 시계 외에도 태양열 항법은 이러한 전환을 수행하기 위해 추가 타이머가 필요합니다.

Adler는 비전 시스템의 각도 측정 기능의 가능한 한계를 기반으로 태양 항법의 가정에 더 도전합니다. 천체 항법 이론의 또 다른 약점은 먹이에서 멀리 떨어진 작은 섬에 번식 식민지가 형성되는 초기 진화 단계를 상상하기 어렵다는 것입니다. 그러나 다른 항해 훈련보다 더 명확하게 섬을 찾는 것은 이민자가 섬의 위치를 ​​"알고" 그의 위치를 ​​추적하고 섬에 대한 대화식 위치 지정 프로세스를 수행하기 위해 경로를 지속적으로 수정해야 하는 것 같습니다.

이 행동이 자연 선택이라고 생각되는 방식은 섬이 (1) 더 크거나 (2) 본토에 더 가까울 때 진화합니다. 그러나 오늘날에도 대륙이동 이론이 새로운 지자기 및 방사형 연대 데이터로 추진력을 얻으면서 결합된 천체 항법 이론과 대륙 이동 가설은 이론적으로 받아들일 수 없는 방식으로 근거를 두고 있습니다.

2. 남적도 해류의 해양학적 특성

Ascension 정착민의 경로는 알려지지 않았지만 Logic은 브라질에서 섬까지 상류 경로를 선호하는 것으로 보입니다. 이 지역에 대한 다음 설명은 해양학 문헌에서 가져온 것입니다. 아래의 많은 관찰 결과는 Sverdrup의 Classics of Oceanography 또는 Hill의 논문에서 찾을 수 있습니다. 남대서양 적도 해류에 대한 자세한 내용은 방어를 참조하십시오. 원본 문헌에 대한 참조는 이러한 작업에서 찾을 수 있습니다. 각각의 경우에 여기에서 가장 쉽게 구할 수 있는 참조를 인용합니다. Ascension에서 브라질로 흐르는 표면 해류는 세계에서 가장 일정한 해류 중 하나로, 여름과 겨울에 24노트로 24시간 지속됩니다. 너비가 1,000마일이 넘습니다.

해류는 (1) 해류보다 12배 더 빠르게 북서쪽으로 계속 부는 무역풍, (2) 북동쪽으로 유체역학적 압력 구배, (3) 남서쪽으로 흐르는 코리올리 힘에 의해 발생합니다. 이것은 아프리카 해안에서 30m 깊이까지 열전대 불연속성 위로 확장되는 따뜻한 지표수의 흐름입니다. 브라질 연안에서 최대 수심 70~90m에 도달한 후 수면으로 떠오른다. 다음은 Ascension Island 위도에서 대서양 횡단면의 온도 깊이 데이터에서 얻은 열전선의 깊이를 보여줍니다. 이 얕은 층 내에서 흐름의 거의 모든 물이 운반됩니다. 그 두께는 온대 해양의 표면 해류보다 훨씬 작습니다. 파동 작용으로 인해 열선 위에 수직 혼합이 있습니다. 하프타임에 며칠 쉬었습니다.

이것은 열전대 위의 물에 있는 물질의 속도가 깊이에 따라 감소하고 층 내에서 방향이 바뀌더라도 전체적으로 동쪽에서 서쪽으로 수송됨을 의미합니다. 열전대 위의 물 온도는 깊이에 관계없이 일정하며 하루 동안 감지할 수 있는 변화가 없습니다. 열전대 층은 강한 음의 온도 구배를 가지며 위 또는 아래보다 더 많은 염분 영역을 포함합니다. 염도가 높은 이 지역은 거북이가 따라야 하는 거의 모든 경로에 나타납니다. 염도 최대값의 존재는 혼합력이 실제로 열전대 층의 분자 확산 수준으로 감소되었음을 나타냅니다. 이 값 이하에서는 밀도가 증가함에 따라 염도가 감소하고 산소가 부족하고 탄소가 풍부한 지역에 도달할 때까지 온도가 계속 감소합니다.

이것은 실제 대류권의 가장 낮은 경계를 나타냅니다. 바다의 이 부분에서 이 가장자리는 350m를 초과하지 않습니다. 열전대 아래의 물은 산소, 이산화탄소, 온도, 밀도 및 염도 측면에서 고유한 특성 외에 pH, 인산염 및 규소 화합물 농도 측면에서 해당 물과 다르다는 것은 잘 알려져 있습니다. 이러한 모든 변수는 수원과 바이오버든 관점에서 이해할 수 있습니다. 그림 3은 깊이가 증가함에 따라 변수가 어떻게 변하는지 보여줍니다. 각종 문헌자료를 모아놓은 자료입니다. 일부 값은 외삽되지만 대부분의 마이그레이션 중에 얻은 대략적인 조건일 수 있습니다.

3. Ascension섬에서의 화학물질의 확산

이전에는 Ascension Island 정착민들이 목표물에서 생성된 화학 물질에 의해 섬으로 옮겨졌을 수 있다는 생각이 있을 수 없는 것으로 생각되었습니다. 풍부한 바닷물이 이러한 물질을 크게 희석할 수 있기 때문입니다. 이 가정은 분명히 잘못된 것입니다. 열전대 불연속성은 물질의 하향 이동에 대한 장벽으로 작용하기 때문에 성층권의 무거운 물체와 거의 섞이지 않습니다. 물질이 Ascension에서 지속적으로 방출되는 경우 전류로의 확산은 희석 효과를 일으키지 않습니다. 확산은 3차원이 아닌 1차원에서만 발생하므로 전류에서 화학 종의 손실이 크게 줄어듭니다. 전류에 직각으로 수평 방향으로 혼합하는 효과도 매우 작습니다. 토론은 다음과 같이 진행됩니다.

수학적으로 말하면, Ascension Island는 얕은 깊이의 고정점과 완벽하게 균일한 일정한 속도의 전류로 생각할 수 있습니다. 섬이 특정 종 또는 종의 특정 조합을 연속적인 물의 흐름으로 배출하는 경우 하류에서 짧은 기간 동안 섬 주변의 바다의 연속적인 흐름에서 물질을 포함하는 가는 선으로 보일 것입니다. 해류는 서쪽으로 흐를 때 남북으로 퍼지는 경향이 있습니다. 이 층 내에서 상대적으로 빠른 수직 혼합으로 인해 화학 물질은 열선에 고르게 혼합되어 남아 있습니다. 현재로서는 브라질이 접근함에 따라 층의 깊이가 두 배 이상이고 농도가 평면 확산 문제로 볼 수 있다는 사실을 무시합니다. 따라서 북-남 방향의 분산과 대류시간은 어센션섬에서 해류가 동서로 이동한 거리에 비례한다. 따라서 1D 점 소스 y = (남북)에 대한 확산 방정식을 작성하고 시간 변수를 x = (동서) 방향의 거리로 변환하기만 하면 됩니다. 최근까지 해양에서의 혼합은 분자확산과 열전도의 형태로 법칙을 따른다고 생각되었습니다.

이 견해가 대체되었지만 수학이 더 많은 독자들에게 친숙할 것이며 화학 식별이 우리의 주장과 모순되더라도 검색에 도움이 될 수 있기 때문에 Fick 확산 모델로 시작합니다. 그림 4는 초당 1몰로 계산된 이상적인 대서양을 임의로 가정하고 매개변수 u, h 및 D의 합리적인 추정치를 사용하여 이 공식을 기반으로 한 계산을 나타냅니다. 다만, Ascension 서쪽의 거리와 강의 남북 거리에 따른 C의 변화율은 미지의 값인 1과 무관함을 유의한다. 브라운 운동 또는 분자의 무작위 충돌을 통한 열확산에 적용하기 위해 방정식이 유도되는 확산 이론과 유사하지만, 주요 효과가 대류로의 몰 확산으로 인한 것이 아닌 해양에서의 혼합에 확산 이론을 적용하기 위한 선례 및 근거가 있습니다.

난기류. 아래 그래프에서 알 수 있듯이 이 모델은 D가 일정하지 않기 때문에 정확하지 않지만, 대부분의 해양학 문헌은 이러한 가정을 기반으로 하며 데이터는 Fickian의 확산 법칙을 따릅니다. 해양에서의 혼합 과정의 경우 D는 분자 확산 상수보다 크며 수평 및 수직 운동에 대해 다릅니다. 다양한 해양 지역에 대한 문헌 값은 D의 수직 분산을 0-l - 320 cm2/sec로 추정합니다. 남대서양 적도 해류의 표층에서 가장 높은 값을 얻었습니다. 비교를 위해, 트립토판 또는 자당과 같은 저분자량 물질은 약 lo-" cm2/sec의 분자 확산 상수 값을 갖습니다. 해수면의 수평확산상수는 수직확산상수보다 훨씬 큰 것으로 추정되며 자주 언급되고 있습니다.

1. 배경설명

바다 거북은 개체 발생 동안 해양 분지 전체에서 번식할 수 있도록 다양한 예리한 감각 양식을 사용합니다. 자가 수용체는 다양한 거북이의 주요 감각 구성 요소입니다. 그러나 자기 감지 기능이 어떻게 동작과 표적 찾기 기능을 가능하게 하는지에 대한 기계론적 이해를 얻는 것은 활발한 연구 영역입니다. 바다거북과 같은 일부 철새 동물은 대부분의 시간을 은둔처에서 보내므로 자연적인 이동 행동을 관찰하고 통찰력을 얻기가 어렵습니다.

더욱이, 실험실 실험은 동물의 자연적 행동의 전체 범위를 나타내지 않을 수 있습니다. 바다거북의 행동에 대한 통찰력을 얻기 위해 위성에 연결된 플랫폼 터미널 송신기를 사용하여 자연 서식지에서 바다거북의 움직임을 관찰했습니다. 꼬리표가 붙은 바다거북의 데이터가 야생 개체의 자연스러운 움직임을 나타내는지 여부를 아는 데에는 거의 관심이 없습니다. 예를 들어, PTT는 그 크기와 중요성이 불분명한 행동 변화로 이어질 수 있는 추가적인 유체 역학적 항력을 도입합니다.

장거리 여행은 에너지가 많이 듭니다. 알을 낳는 동안 성체 암컷 거북이는 1년에서 9년 동안 먹이를 찾아 바다를 배회하고 다음 번 번식을 지원하기 위해 활기찬 상점을 지을 수 있습니다. 번식 이동 중에 바다 거북은 일반적으로 먹이를 찾지 않기 때문에 에너지를 위해 지방을 저장합니다. 녹색 바다 거북에서 이 지방 저장고는 체중의 약 21%를 차지합니다. 이주는 거북이 에너지 비용의 약 80%를 차지합니다. PTT는 항력을 증가시켜 에너지 비용을 증가시킬 것으로 예상됩니다. 일부 PTT는 어린 거북이의 항력을 4~47% 증가시키는 것으로 추정됩니다. PTT를 계속하는 동안 증가된 에너지 소비는 궁극적으로 둥지 해변으로의 복귀를 지연시키거나 번식력을 감소시킬 수 있습니다.

2. 결과

2.1. 단순한 환경

간단한 설정에서 에이전트는 저항이 증가함에 따라 성공률이 감소하면서 에서 다양한 레이블과 값을 성공적으로 획득할 수 있습니다. 성공률을 높인 후 ¼80 및 공칭 저항이 3.179와 3.707 사이인 테스트에서 더 자주 실패가 관찰되었습니다. 이 패턴은 관찰된 다른 값과 다릅니다. 이 거동을 이해하기 위해 그림 6에서 이 환경의 특성 궤적을 연구합니다. 이는 공칭 항력이 증가함에 따라 궤적의 모양이 3.179와 3.707 사이에서 다르다는 것을 보여줍니다. 일반적으로 예상되는 대로 에너지 사용량은 공칭 저항과 함께 증가합니다. 에너지 사용량과 밝기는 증가할수록 감소합니다.

2.2. 북대서양 환경

북대서양 환경에서 에이전트는 의 다양한 태그와 값에 성공할 수 있습니다. 이러한 환경에서, 모든 태그에 대해 성공은 공칭 항력이 증가함에 따라 감소하며, ¼80으로 시험에 가장 큰 영향을 미쳤습니다. 값이 클수록 먹이를 찾는 횟수는 줄어들었지만, 먹이를 찾는 횟수가 적을수록 더 많은 에너지를 충분히 높은 에너지 요구량을 충족시키기 위해 자원을 모으는 데 더 많은 시간을 할애했기 때문입니다. 단순한 환경과 마찬가지로 에너지 소비는 공칭 항력이 증가함에 따라 증가합니다. 에너지 사용량과 광도 모두 증가할수록 감소합니다.

3. 결론

두 환경 모두에서 항력을 줄이면 에너지 소비가 줄어듭니다. 또한 고정 값 저항의 경우 값이 높을수록 순 에너지 소비는 낮아지고 경로 효율성은 높아집니다. 이러한 경우 에이전트는 성공적인 마이그레이션을 완료하기 위해 먹이를 주는 동안 충분한 에너지를 저장할 수 있습니다. 특히 북대서양 환경에서 볼 수 있는 작은 값의 경우 항체는 이동을 완료하기에 충분한 에너지를 저장하지 않을 수 있으며 지속적인 먹이 검색을 위한 충분한 시간이 없을 수 있습니다. 이것은 북대서양 환경에서 항력 값 3.707과 4.371 사이의 광도의 급격한 증가에 의해 입증되며, 이는 ¼80에서 샘플 트랙에서 더 빈번한 공급 거동을 나타냅니다.

생물학적으로 이것은 바다거북이 일반적으로 이동하는 동안 먹이를 찾지 않고 지방 저장고에 들어 있는 에너지에 의존한다는 관찰 때문입니다. 공학적 관점에서 이것은 인공 차량과 유사합니다. 연료 탱크가 더 큰 차량은 동일한 연료 효율을 가정할 때 더 멀리 이동할 수 있습니다. 우리의 단순한 환경은 동물의 에너지 요구 사항에 따라 저항의 작은 변화라도 결과 궤적에 큰 영향을 미칠 수 있음을 보여줍니다.

결과는 영양이 없는 상태에서 전반적인 성공 값은 160, 240, 320 값과 일치했으며 저항이 증가함에 따라 일부 실패를 보였습니다. 반대로, 다른 결과는 ≤ 80의 경우 저항이 증가함에 따라 에이전트가 제공하는 데 사용하는 리소스의 분포를 결국 변경한다고 제안합니다. 그러나 이러한 변경으로 인해 에이전트는 마이그레이션을 완료하기 위해 더 먼 거리를 이동해야 합니다. 이것은 또한 경로 효율성을 감소시키고 실패로 이어집니다. 저항이 더욱 증가함에 따라 에이전트는 새로운 리소스 배포를 조기에 발견하여 결국 성공할 수 있습니다.

이는 수집된 데이터에 대한 추적 태그의 영향을 고려해야 함을 시사합니다. 또한 먹이 찾기 지역과 관련된 대리 경로의 작은 변화가 철새의 행동에 얼마나 큰 영향을 미칠 수 있는지 강조합니다. 흥미롭게도 이러한 행동은 북대서양 환경에서 볼 수 없었습니다. 이는 더 큰 환경 때문일 수 있으며 분기 동작을 정확히 찾아내기 위해 각 태그의 공칭 저항 간에 약간의 차이가 필요할 수 있습니다. 예를 들어, 두 레이블 간의 공칭 저항의 최소 차이는 0.016입니다. 작은 차이로 인해 이러한 행동을 경험할 수 있습니다. 이것은 초기에 단순한 환경에서 사용되는 다른 태그 값 세트에서 관찰되었습니다. 또한 자원 분배가 대체 위치에 있는 경우 분기 작업이 발생할 수 있습니다.

향후 작업은 이동성 동작에 대한 리소스 할당 위치의 영향을 다룰 수 있습니다. 음식을 찾는 데 걸리는 시간은 할당된 시간 내에 마이그레이션을 완료하는 에이전트의 능력에 영향을 줍니다. 모델 가동 시간은 단순히 증가할 수 있지만 특정 활동을 수행하는 데 시간을 무제한으로 사용할 수 없도록 하는 생물학적 제약이 있습니다. 예를 들어, 암컷 거북이는 번식을 완료하고 번식기 동안 성공적으로 여러 개의 알을 낳기 위해 몇 년 동안 먹이를 찾아야 합니다. 채집 기간이 너무 길면 암컷의 일생 동안 번식할 수 있는 횟수가 줄어들어 개체군이 불안정해질 수 있습니다. 힘 요인에 관계없이 v의 변화가 성공에 영향을 미치는 것처럼 단일 v 값의 성공률에 영향을 미치는 시간 범위가 있을 수 있습니다. 이러한 실험의 목적을 위해 각 환경에는 마이그레이션 결과와 모든 시뮬레이션에서 확장 가능한 결과 간의 관계를 수량화하기 위한 고유한 시간 제한이 있습니다.

1. 소개

거북이는 해저 굴에 알을 낳습니다. 45~55일의 잠복기가 지나면 배아는 달걀 껍질을 통과합니다. 며칠 후면 거북이들이 해변에 모여듭니다. 그런 다음 모래 표면이 식으면서 둥지에서 나와 야행성 출현을 촉진합니다. 몇 분 후 그들의 우선 순위는 바다로 기어가는 방향을 결정하는 것이었습니다. 이른바 "바다 탐색"이었습니다. 일반적으로 해변의 표면은 거칠기 때문에 새끼 거북이가 둥지에서 50m 이상 떨어진 곳에서는 바다를 직접 보기가 어렵습니다. 실험에 따르면 신생아는 두 세트의 시각적 신호를 사용하여 기어가는 방향을 결정했습니다. 한 가지 단서는 모래 언덕을 향한 풍경과 반대 방향의 장애물이 없는 낮은 풍경 사이의 높이 차이인 수평선 높이입니다. 거북이는 높은 곳에서 낮은 곳으로 올라갑니다. 두 번째 단서는 두 시야각 사이의 빛 강도의 차이입니다.

별빛과 달빛은 바다 표면에서 반사되지만 육지의 식물에는 흡수됩니다. 결과적으로 바다를 향한 조도는 육지를 향한 조도를 초과합니다. 거북이는 양의 광축으로 행동의 차이에 반응합니다. 이 광도 차이는 육지와 바다 사이의 수평선 높이가 눈에 띄지 않는 낮고 평평한 섬과 해변에 둥지가 퇴적될 때 특히 중요합니다. 마지막으로 바다에서 수색하는 동안 부화자들은 수평 시야는 넓지만 수직 시야는 좁은 신호에 가장 민감합니다. 이 선택성은 지각할 수 있는 방향 신호를 제공하지 않고 대신 두 가지 강도에 초점을 맞추는 외부 "오버헤드" 시각적 자극을 제외합니다. 및 해수면 크립의 방향을 결정하기 위한 유용한 고도 신호. Neptune의 탐사를 이끄는 신호는 수년 동안 알려져 왔지만 둥지 해변의 스펙트럼 분포와 빛의 강도가 방향 응답에 의존하기 때문에 신중하게 정량화되지 않았습니다. 예를 들어, 많은 연구에서 유아가 근자외선 및/또는 가시광선에 어떻게 반응하는지 탐구했지만 둥지에서 사용할 수 있는 야간 조명의 스펙트럼 분포를 체계적으로 측정한 연구는 알지 못합니다.

또한 바다거북의 행동 광축 임계값과 파장을 비교하거나 결정할 수 있는 연구는 없습니다. 대신 실험은 강도와 파장을 임의로 선택하여 새끼를 부화시키는 방법에 초점을 맞추었습니다. 이 빛은 바다를 찾는 데 방해가 되기 때문에 거북이에게 심각한 위협이 됩니다. 결과적으로 새끼의 사망률이 크게 증가합니다. 특성에 대한 연구에서 특정 파장이 다른 파장보다 더 매력적이거나 방향성 거동을 방해한다고 제안하지만, 그들은 바다 방향 정확도를 최적화하기 위해 중첩 해변에 존재하는 자연광 분포에 어떻게 반응하는지 조사했지만 통찰력을 제공했습니다.

2. 결과

2.1. 현장 측정

2017년 6월 11일 Ocean Ridge, 6월 21일(반달), 6월 30일(초승달), 7월 9일(보름달), 7월 18일(반달), 7월 24일(초승달) 해변에서 Juno 방사선 측정을 했습니다. 인근 도시(델레이 비치)에서 하늘에 인공 조명이 나타나 해령의 밝기를 더한다. 예상대로 보름달은 보름달이나 초승달 밤보다 광도 측정값이 더 높습니다. 두 지점 모두에서 바다 방향의 광도 수준은 모든 파장에서 육지 방향의 광도 수준보다 높습니다. 달의 위상에 관계없이 평균 근자외선 광도(340, 360 및 380나노미터)는 두 위치 모두에서 가시광도(400-600나노미터)의 평균을 초과합니다.

2.2. 광축 임계값

55개 둥지에서 태어난 총 5038마리의 녹색거북과 28개 둥지에서 태어난 1988마리의 바다거북을 사용하여 종별 광축 임계값을 측정했습니다. 아기는 14개의 자극 파장 각각에 끌립니다. 이 두 종은 360~500nm 사이의 파장에 가장 민감하기 때문에 두 종은 매우 유사한 동작 임계값을 나타냅니다. 이 파장의 임계값은 어둠 속에서 초승달이 측정한 광도보다 최소 2단위 낮습니다.

3. 토론

3.1. 현장 측정

우리의 연구는 플로리다 동부 해안에 있는 두 개의 중첩 해변에서 조명에 대한 첫 번째 세부 측정값을 제공합니다. 이상적으로 이러한 측정은 해안 개발 및 수반되는 인공 조명에 노출되지 않는 위치에서 이루어져야 합니다. 그러나 플로리다의 해안 지역은 이 기준을 충족하는 곳이 거의 없으며 많은 수의 거북이가 둥지를 틀고 있습니다. 우리는 연구를 위해 Ocean Ridge와 Juno Beach를 선택했습니다. 전자는 낮거나 중간 밀도의 둥지 거북이를 끌어들이고 후자는 주에서 킬로미터당 둥지 거북이 밀도가 가장 높기 때문입니다. 이러한 "자연적인" 위치에 존재하는 스펙트럼과 시간과 공간에 따라 스펙트럼이 어떻게 변하는지 측정하는 것은 유기체가 시각적 환경을 사용하는 방법을 이해하는 첫 번째 단계입니다. 이러한 측정값은 개방된 육상 서식지와 산림 군집으로 덮인 담수와 해양 깊이 사이에서 다른 것으로 알려져 있습니다. 불행히도 이러한 데이터는 일반적으로 조도 측정의 형태로 제공됩니다. 아기가 수평선 근처의 신호에 가장 민감하기 때문에 해일을 찾을 때 더 적절한 측정은 광도입니다. 우리는 육지, 바다 및 바다거북을 유인하는 것으로 알려진 파장 범위를 측정하여 이 정보를 제공합니다.

3.2. 더 짧은 파장의 빛에 더 민감한 이유

두 종에 대한 우리의 광축 임계값은 녹색 및 빨간 머리 새끼가 360에서 500nm 사이의 파장에 가장 민감하다는 것을 보여줍니다. 이 결과는 거북이가 500nm 이상의 파장보다 이러한 파장이 더 매력적이라는 것을 보여주는 다른 연구와 일치합니다. 왜 이런 편견이 생기는 것일까요? 해변에서 측정된 스펙트럼에서 생존 이점이 무엇인지는 불분명합니다. 예를 들어, 물에서 많은 해양 척추동물의 막대 시각 색소는 먹이를 찾는 경향이 있는 깊이에서 광자를 최대로 포착하도록 조정됩니다. 채집 깊이가 증가함에 따라 안료 감도는 가장 투과적인 파장으로 이동하는 경향이 있지만 약간 다른 경향이 있습니다. 레더백과 레더백 모두 동일한 파장에 가장 민감하지만, 레더백은 레더백보다 주파수 위아래의 파장 튜닝에 더 민감하고, 레더백은 더 넓은 범위의 더 낮은 깊이에 더 민감합니다.

파장은 더 민감합니다. 밝은 서식지의 얕은 해초 목초지에서 먹이를 찾는 녹색 거북이는 바다거북보다 더 넓은 범위의 빛 파장에 더 민감합니다. 데이터는 스펙트럼 파장 분포, 수용체 감도 및 행동 편향 사이의 이러한 관계를 나타내지 않았습니다. 우리는 둥지 해변의 밝기가 더 짧고 긴 파장에서 점차적으로 증가한다는 것을 발견했습니다. 그러나 이 변화의 크기는 달의 조도 변화와 관련된 광도 차이보다 작습니다. 이를 바탕으로 우리는 쓰나미 탐색 동안 단파장 빛에 대한 인큐베이터의 매력이 둥지 해변에서 발생하는 스펙트럼 광도 변화와 무관할 가능성이 있다고 결론지었습니다.

3.3 해양 탐지 및 자외선 탐지

이 연구에서 우리는 녹색 거북이와 밤색 부화자가 340에서 600nm 사이의 파장에서 광축 임계값에서 유사한 감도 패턴을 나타낸다는 것을 행동적으로 보여줍니다. 두 종은 360nm에서 500nm 사이의 파장에 가장 민감했으며, 주노 비치의 가장 어두운 밤에서 측정된 수준보다 거의 2단위 높은 대수광 수준에서 응답했습니다. 거북이의 눈이 희미한 빛에서 보도록 설계되지 않았다는 점을 감안할 때 이 감도는 달빛이 없을 때 간상체 수용체에 의해 매개될 가능성이 있습니다. 녹색 거북이 막대는 최대 500-505nm의 파장을 갖지만 파장이 망막에 도달했다고 가정하면 UV 감지도 가능하게 하는 두 번째 흡수 피크가 있습니다.

녹색 거북이의 경우 각막, 수정체 및 유리체가 340nm 이상의 파장에서 에너지의 70% 이상을 수용체 층으로 전달할 수 있기 때문에 이 가설이 가능합니다. 그러나 막대 광학의 흡수는 최대 및 작은 감마 대역 사이에서 감소하기 때문에 시력이 막대 매개인 경우 거북이는 "최고" 흡수 영역 임계값 사이에서 대략 동일한 광축을 보일 것입니다. 처럼 보이지 않는다 또 다른 가설은 녹색 거북이가 근자외선 아래에서 μmax의 시각 색소를 포함하는 원뿔 수용체를 가질 수 있다는 것입니다. 녹색 거북이의 원뿔에는 자외선에 가까운 투명한 기름 방울이 있습니다. 민물 거북 붉은 귀 거북도 마찬가지입니다. 슬라이드의 미세 분광 광도 분석에 따르면 원뿔에는 372 nm에서 최대 μm의 시각적 안료가 포함되어 있습니다. 불행히도, 녹색 거북이의 빛 흡수 특성은 다음과 같습니다. 단파장에 민감한 원뿔은 현재 알려져 있지 않습니다. 그러나 Skyler가 제안한 색 공간 모델은 최대 감도가 365nm여야 한다고 예측합니다.

사실, 녹색 거북이와 붉은 거북이가 모두 자외선에 특히 민감한 원뿔을 가지고 있다면 가시광선의 단파장을 반사하는 물체(440nm에서 원뿔 세포에 의해 감지됨)와 자외선을 반사하는 물체를 구별할 수 있습니다. 이러한 수용체를 근자외선 수용체와 결합하면 육지 지평선과 바다 지평선을 구별하는 데 유용한 단서가 될 수 있을 뿐만 아니라 자외선과 짧은 가시광선 파장을 반사하는 물체의 색상 변화로 인한 광도 차이도 제공될 수 있습니다. 이 능력은 다양한 상황에서 나이든 거북이의 생존과 번식을 돕습니다. UV에 민감한 콘이 밤에 바다거북이 둥지를 틀고 있는 해변의 황혼에 반응할 수 있는지 여부는 결정되지 않았습니다. 흥미롭게도 Granda와 O'Shea는 파장에 반응하는 원뿔이 더 긴 파장에 반응하는 원뿔보다 적응광에 의해 더 쉽게 파괴된다는 것을 발견했습니다. 간상체와 원추체 사이의 감도 변화는 파충류에서 발생하는 것으로 알려져 있지만 바다 거북에서 이러한 현상을 문서화한 보고는 없습니다.

1. 소개

많은 종의 위장관은 표준화된 기술 절개를 통해 개, 고양이 및 말에서 일상적인 내시경 검사를 받습니다. 조류, 파충류 및 동물이 아닌 포유류에서 이 기술은 상대적으로 비침습적이고 다재다능합니다. 거북이가 선량 내시경으로 조사되었지만 정상적인 내시경 모양이나 제안된 검사 프로토콜에 대해서는 알려진 바가 거의 없습니다. 섬유아세포의 위장관은 해부학적으로 다양하기 때문에 내시경 기술은 종마다 다릅니다. 이 보고서는 두 테라핀의 식도와 위의 정상적인 내시경 모양을 설명합니다.

2. 사례 보고

식도에 이물질이 확인되거나 의심되는 성체 바다거북 3마리와 말레이시아 거대 거북이 1마리가 노스캐롤라이나 주립대학교 수의과대학에 기증되었습니다. 큰 갈고리를 하악에서 외과적으로 제거합니다. Turtle 1의 경우 35.4kg의 성별을 알 수 없는 영아를 대상으로 식도 내시경을 시행하여 방사선 촬영으로 확인된 불규칙한 무기물 혼탁의 삼위일체를 조사하였다. 그 후 자연사한 바다거북에서 식도를 제거하여 향후 식도와 다른 세 거북의 위 내시경을 위한 가이드 역할을 했습니다. Turtle 3의 식도는 갈고리 추출 중 천공되었으며 수술 후 6개월 동안 위식도 방사선을 반복했습니다. 수술 부위의 재평가에는 재활이 필요합니다. 내시경 1~3일 전에는 거북이에게 먹이를 주지 마십시오. 산소 중 케타민 및 메데토미딘과 혼합된 sevoflurane을 사용하고 기관내 튜브를 통해 마취를 유지했습니다. 거북이를 배꼽 재봉틀에 넣고 내경 4.8cm, 길이 약 15cm의 PVC 튜브를 구강 검경으로 사용합니다. 모든 검사는 외경이 1.1cm이고 작동 길이가 100cm인 단일 내시경을 사용했습니다. 내시경을 부드럽게 문지르고 검경을 통해 식도와 요추로 진행합니다.

3. 붉은바다거북

상부 대장 내시경 결과는 세 거북이에서 유사했습니다. 각 거북이에서 오로포두와 글로티를 쉽게 관찰할 수 있었습니다. 목을 곧게 펴기 위해 머리를 펴면 내시경이 식도를 통과하는 데 도움이 됩니다. 대부분의 식도를 덮고 있는 크고 혐오스러운 유두막은 내시경 검사로 최소한으로 변위되어 기저 점막 표면의 가시화를 방지할 수 있습니다. 공기 흡입은 식도의 유두 영역을 부분적으로만 확장하며 장은 항상 식별할 수 있습니다. 내시경의 압력은 개와 고양이의 식도에 필요한 압력보다 약간 높을 수 있습니다. X선으로 확인된 이물질은 대개 유두 사이에 끼어 내시경 검사에서 부분적으로만 보입니다. 점막에 박혀 있지 않은 물체는 집게로 잡고 당겨서 내시경 이물을 채취할 수 있지만 유두의 방향이 내시경과 이물의 역행 움직임에 저항하기 때문에 여러 번의 시도가 필요하다. 전이성, 비배설성 식도 통로는 유두 부위보다 내시경적으로 더 어렵습니다. 점막 주름은 종종 내강과 하부 식도를 덮습니다.

전이부위의 내시경 검사 중 여러 번 방향 감각을 상실하여 원위 유두식도까지 내시경을 빼내고 위식도 괄약근을 찾기 위해 재검사를 해야 했다. 내시경 통과의 어려움에도 불구하고 공기 흡입과 인후 점막의 수동 검사는 주입된 공기장의 탈출을 방지했습니다. 위식도 괄약근은 일반적으로 부분적으로 열려 있어 내시경을 쉽게 통과할 수 있습니다. 위는 일반적으로 식도를 빨아들이는 데 사용되는 공기에 의해 빨려 들어가기 전에 팽창합니다. 위점막은 색이 균일하고 거칠지만 완전히 벗겨지면 개별 루푸스가 보이지 않습니다. 내시경이 너무 짧아서 유문을 검사하거나 십이지장에 들어갈 수 없습니다. 내시경을 제거하기 전에 위가 수축됩니다.

4. 토론

모든 거북이의 식도와 위는 내시경 검사를 위해 쉽게 접근할 수 있었고 거북이 모양은 균일했습니다. 말레이시아 거대거북의 내시경적 외관이 정상인지 여부를 판단할 수는 없지만 뚜렷한 주요 병변은 없습니다. 거북이는 건강해 보였습니다. 작동하는 내시경의 길이가 부족하여 말단부와 십이지장을 검사할 수 없습니다. 상업적으로 이용 가능한 긴 대장 내시경 검사가 시력에 유용할 수 있습니다. 이러한 구조의 이즈화. 아편유사제와 항무스카린제의 조합은 내시경이 송곳니 유문 괄약근을 통과하는 것을 방해할 수 있지만 이것이 거북이에 적용되는지 여부는 불분명합니다. 결론적으로 이 두 마리의 바다거북의 상부위장관 내시경은 비교적 수행하기 쉽고 경험이 많았다. Doscopists는 특히 거북이의 해부학에 대한 사전 지식을 가지고 다른 종의 거북이를 조사할 수 있어야 합니다.

1. 지구의 자기장

지구 자기장은 모든 주요 연체동물, 절지동물, 척추동물을 포함한 많은 동물이 감지할 수 있습니다. 이것은 인간이 지자기장을 의식적으로 인식할 수 없기 때문에 우리에게 낯설게 보일 수 있습니다. 이 현상을 완전히 이해하기 위해서는 먼저 지자기장이 제공할 수 있는 정보의 유형과 동물이 실제로 사용하는 정보의 유형을 고려해야 합니다. 지구 자체는 회전하는 극과 가까운 극을 가진 거대한 자석입니다. 자기장 선은 남극에서 지구 표면과 함께 지구를 공전한 다음 북극으로 다시 진입합니다. 따라서 자기장 선은 남반구에서 위쪽을 가리키고 자기 적도에서는 지구 표면과 평행하고 북반구에서는 아래쪽을 가리킵니다.

지자기장의 세기는 극에서 가장 높고 자기 적도 부근에서 가장 낮습니다. 따라서 각 반구의 극에서 적도까지 기울기를 형성합니다. 이 규칙적인 자기장은 상부 지각의 물질에 의해 국부적으로 왜곡되어 강도가 약간 증가하거나 감소하는 자기 이상을 초래할 수 있습니다. 그것은 태양의 전자기 복사에 의해 일시적으로 변경되어 정오 무렵 자기장 강도가 약간 감소하면서 매일 변화를 일으킵니다. 그러나 이러한 변화는 일반 분야에 비해 대부분 미미하다. 따라서 지자기장은 신뢰할 수 있고 광범위한 항해 정보 소스를 나타냅니다. 자기 벡터는 동물이 나침반으로 사용할 수 있는 방향 정보를 제공할 수 있는 반면 전체 강도 및/또는 기울기는 위치를 나타내는 탐색 "지도"의 일부로 사용할 수 있는 정보를 제공할 수 있습니다.

2. 자기 방향

동물은 다양한 작업을 수행하기 위해 두 가지 유형의 정보를 모두 사용하는 것으로 나타났습니다. 그러나 우리가 자기 위치 결정에 대해 알고 있는 것은 동물마다 다릅니다. 다른 척추동물과 절지동물에 대해서는 알려진 바가 거의 없으며 새와 거북이가 그 뒤를 잇습니다. 여기에서 우리는 자기 정보가 얼마나 널리 사용되고 동물이 어떤 유형의 정보를 사용하는지 보여주는 가장 중요한 발견을 요약합니다.

2.1. 자기 나침반 방향

자기 나침반은 자기장의 도움으로 방향을 잡을 수 있음을 의미합니다. 방향 실험에서 동물이 자기 북반구의 움직임에 해당하는 방향 변화에 반응하는 관찰은 자기 나침반을 사용하여 진단합니다. 자기 나침반 방향 표시 자기 나침반은 동물에게 꽤 흔한 것 같습니다. 그것은 철새에서 처음으로 시연되었는데, 철새철에 철새 충동을 이용하는 자발적인 행동입니다. 새장에 들어가는 힘은 너무 강력하여 갇힌 새조차도 새장 내에서 각자의 방향으로 안내됩니다. 지역 지자기장에서 테스트했을 때 유럽 로빈 Erithacus rubecula는 다른 철새 종과 함께 계절 이동 방향에 대한 강한 선호를 보였습니다. 실험은 같은 강도의 연구실에서 진행했지만, 헬름홀츠 코일의 도움으로 자북을 일정 각도로 돌렸을 때 같은 새들이 그에 따라 방향을 바꾸고 현재 방향과 같은 자기 방향에 해당하는 경향이 있었다. 이것은 Robin이 그의 움직임을 안내하기 위해 지자기장을 사용한다는 것을 분명히 보여줍니다. 한편, 나침반 방향은 지나가는 이주민, 귀환 비둘기, 해안 새와 같은 여러 새에 대해 설명되었습니다. 자기 나침반은 척추 동물, 갑각류, 곤충 및 연체 동물과 같은 다른 주요 그룹의 구성원을 포함하여 다른 많은 동물에서도 입증되었습니다.

2.2. 자기 나침반 메커니즘의 기능

모드 자기 나침반의 기능적 패턴은 먼저 새에서 분석된 다음 이동 방향의 도움으로 다시 분석되었습니다. 두 가지 예상치 못한 기능이 나타났습니다. 우리의 기술 나침반과 달리 조석 나침반은 극성이 아닌 자기장 선의 기울기를 기반으로 하는 "경사 나침반"입니다. 분명히 새는 자기장의 축 방향만 인식할 수 있으므로 명확한 방향 정보를 얻으려면 위쪽 및 아래쪽 자기장의 기울기를 설명해야 합니다. 이것은 북쪽으로 향하는 새가 방향을 바꾸고 자석의 남쪽으로 치우친 역 수직 성분을 가진 자기장에서 입증되었습니다. 수평 성분을 반전시키고 수직 성분을 반전시켜도 자기장의 극성을 모르는 동물에게는 차이가 없었다. 따라서 새는 두 경우 모두 제목을 변경합니다. 즉, 자기 조석 나침반은 극성으로 표시되는 '북쪽'과 '남쪽'을 구분하지 않지만 자기장은 지면을 가리키는 '극'과 위쪽을 가리키는 '등변'을 구분합니다.

2.3.자체 탐색

자기 강도는 19세기 후반부터 비둘기 탐색 "지도"의 필수적인 부분으로 논의되었습니다. 북반구에서 경험에 따르면 자기장 강도는 북쪽으로 증가합니다. 자체 항법에서 감지해야 하는 세기의 차이는 약 20~100nT이며, 기울기는 해당 영역의 기울기와 관련된 거리에 따라 약 1도 정도 차이가 난다. 항법용 지도의 첫 번째 표시로 자기장 매개변수를 사용하는 동물과 자기장의 시간적 변화는 귀환 비둘기 Columba Livia f입니다. 그것은 임신 중 배향 방향의 상관 관계에서 파생되었습니다. 자기장 복사를 초과한 비둘기는 알 생산을 20km 증가시켰습니다. 방향 감각 상실은 국소 강도 기울기의 기울기와 밀접한 관련이 있습니다. 다양한 자기 치료가 비둘기의 초기 방향에 미치는 영향은 자기 나침반을 방해한다고 할 수 없지만 자기 요인이 항해 과정에 관련되어 있음을 나타냅니다. 움직이는 호주은어 Zosterops는 자기장 강도와 기울기의 약간의 변화에도 반응했습니다.

2.4. 자기 수용에 미치는 영향

위에 요약된 행동 증거는 자기 수용이 균일한 현상이 아니라는 것을 분명히 보여줍니다. 동물은 다른 작업에서 다른 지자기장 매개변수를 사용합니다. 이러한 매개변수의 특성으로 인해 동일한 메커니즘으로 감지되지 않을 수 있습니다. 자기 나침반은 강도의 작은 차이에도 반응하지 않습니다. 이러한 작은 변경 사항은 나침반 메커니즘의 기능 창 내에서 필터링됩니다. 따라서 강도의 작은 변화를 기록하도록 설계된 메커니즘이 자기장의 방향을 동시에 고정밀도로 측정하는 것은 어렵습니다. 따라서 동물이 자기장의 방향과 강도를 측정하기 위해 다른 기술 장치를 사용하는 것처럼 자기장의 강도를 조절하기 위해 특수 수용체와 기타 수용체가 있어야 합니다. 또한, 이 두 가지 유형의 자기 나침반은 여기에 다른 메커니즘이 포함될 수 있음을 시사합니다.