數(shù)學(xué)模型揭示了蝮蛇是如何在夜深人靜時(shí)找到它的晚餐的
數(shù)學(xué)模型揭示了蝮蛇是如何在夜深人靜時(shí)找到它的晚餐的。Credit: uux.cn/ByCh3lo,模型 Pexels
（神秘的地球uux.cn）據(jù)耶魯大學(xué)（吉姆·謝爾頓）：在動(dòng)物界，有許多物種通過(guò)熟練地破譯來(lái)自周?chē)h(huán)境的揭示靜V型《365-2895》長(zhǎng)沙開(kāi)福區(qū)外圍女服務(wù)提供外圍女小姐上門(mén)服務(wù)快速安排人到付款微弱信號(hào)來(lái)理解他們的世界的偉大例子。
一只翱翔在地面上的蝮蛇鷹發(fā)現(xiàn)下面有一條河魚(yú)，正準(zhǔn)備吞下一只蟲(chóng)子；一只饑餓的何夜黑熊在兩英里外的茂密灌木叢中聞到了一絲食物的味道；一只鴨嘴獸在淡水溪流中游泳，閉上眼睛探測(cè)附近美味蝌蚪的數(shù)學(xué)深人電脈沖。
還有毒蛇。模型
從叢林到沙漠，揭示靜這些蛇在各種各樣的蝮蛇棲息地被發(fā)現(xiàn)，它們使用位于鼻孔附近的何夜強(qiáng)大紅外傳感器，通過(guò)感知哪怕是數(shù)學(xué)深人V型《365-2895》長(zhǎng)沙開(kāi)福區(qū)外圍女服務(wù)提供外圍女小姐上門(mén)服務(wù)快速安排人到付款最微小的溫度變化來(lái)在黑暗中搜尋獵物——它們通過(guò)熱敏離子通道來(lái)完成這一任務(wù)，這些通道僅與人類(lèi)的模型感覺(jué)器官相當(dāng)。
蝮蛇是揭示靜如何做到這一點(diǎn)的？耶魯大學(xué)的兩位物理學(xué)家可能在一個(gè)新的數(shù)學(xué)模型中找到了答案，該模型在《美國(guó)國(guó)家科學(xué)院院刊》的蝮蛇一項(xiàng)新研究中進(jìn)行了描述。
耶魯大學(xué)文理學(xué)院（FAS）物理學(xué)博士后研究員伊莎貝拉·格拉夫（Isabella Graf）說(shuō):“為了確定獵物的何夜位置，蝮蛇需要用感覺(jué)器官檢測(cè)毫開(kāi)爾文溫度的變化，這需要整個(gè)器官比其潛在的分子傳感器敏感1000倍。”
開(kāi)爾文是國(guó)際公認(rèn)的測(cè)量溫度的基本單位。
格拉夫補(bǔ)充說(shuō):“更重要的是，這些蛇有時(shí)生活在晝夜環(huán)境溫度變化劇烈的沙漠中。”“在變化很大的環(huán)境中，靈敏度低得多的傳感器怎么可能穩(wěn)健地檢測(cè)到毫開(kāi)爾文的溫度變化？”
格拉夫和FAS物理學(xué)助理教授、耶魯定量生物學(xué)研究所成員本杰明·馬赫塔（Benjamin Machta）表示，這可能是一種生物機(jī)制，使蝮蛇能夠放大小信號(hào)并以高保真度傳輸?shù)酱竽X。
在這項(xiàng)研究中，研究人員創(chuàng)建了一個(gè)數(shù)學(xué)模型，使用統(tǒng)計(jì)物理學(xué)和信息論的概念來(lái)理解蝮蛇單個(gè)離子通道傳入的溫度信號(hào)如何共同影響神經(jīng)元反應(yīng)。在數(shù)學(xué)模型中，有一個(gè)“分叉”——在這個(gè)點(diǎn)上，神經(jīng)元的反應(yīng)發(fā)生了質(zhì)的變化，而單個(gè)不太敏感的溫度傳感器表現(xiàn)出高度的合作。
“在這個(gè)分叉點(diǎn)附近，我們表明蛇的大腦可以獲得幾乎一樣多的溫度信息，就好像它可以從每個(gè)單獨(dú)的傳感器中讀出測(cè)量值，然后將它們完美地平均在一起以獲得一個(gè)最佳精確的測(cè)量值，”Machta說(shuō)。
這就是蝮蛇在夜深人靜時(shí)尋找晚餐的方式。
這項(xiàng)新研究還解釋了蝮蛇在晝夜溫差變化中保持其熱敏感性的方式。研究人員表示，他們的數(shù)學(xué)模型包括一個(gè)“反饋”功能，可以在整個(gè)溫度波動(dòng)過(guò)程中自動(dòng)保護(hù)系統(tǒng)的整體靈敏度。
格拉夫和馬赫塔說(shuō)，他們的新模型可能有超越蝮蛇夜間游蕩的應(yīng)用。
格拉夫說(shuō):“類(lèi)似的反饋和設(shè)計(jì)原理可能存在于其他感覺(jué)系統(tǒng)中，這些系統(tǒng)也需要在變化的環(huán)境中檢測(cè)微小信號(hào)。” |
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