Informacja

Czy są ptaki z kolanami zamiast łokciami?


Czy są jakieś ptaki, których nogi składają się w taki sam sposób, jak ludzkie nogi, w kolanie zamiast łokcia, co mają wszystkie ptaki, które znam?


Staw, o którym myślisz, nie jest kolanem ani łokciem, ale kostką, która zgina się w taki sam sposób, jak my, ludzie. Na poniższym diagramie widać, że kolano – staw między kością udową i piszczelową – znajduje się nieco wyżej na nodze, zwykle ukrytej za piórami.

Ptaki mają stosunkowo wydłużoną śródstopie, co sprawia wrażenie, że kolano zgina się do tyłu bardziej jak łokieć, ale to tylko kostka. (Obraz z tego miejsca)

Podobał mi się też ten diagram z wpisu na blogu o podobnej tematyce…

Idąc dalej, wydaje się, że nie ma zwierząt, których kostki zginają się w „niewłaściwy” sposób.

http://www.answers.com/Q/Which_animal_has_backward_knees

http://qi.com/infocloud/kolana

http://www.ehow.com/info_12317202_birds-knees-backwards.html#page=1

Chociaż są to dalekie od rozstrzygających zasobów. Przypuszczam, że sposób, w jaki definiowane jest kolano (to znaczy coś dla ludzi, ale nie dla natury (trochę tak, jak gatunek jest pojęciem, które ma słabe granice biologiczne)) ma z tym coś wspólnego


Dlaczego struś jest jedynym żywym zwierzęciem z czterema rzepkami?

Niektórzy ludzie po prostu osiągają za dużo. Na przykład wokalista Iron Maiden Bruce Dickinson jest również wykwalifikowanym pilotem lotniczym, wykwalifikowanym szermierzem i publikowanym powieściopisarzem – co jest szczerze irytujące.

Reklama

Strusie to Bruce Dickinson ze świata ptaków. Nie tylko są największymi żyjącymi gatunkami ptaków, ale także składają największe jaja ze wszystkich żyjących ptaków i są pod tym względem rekordem Guinnessa. I mogą biegać szybciej.

Jednak możesz nie wiedzieć, że są one prawdopodobnie jedynym zwierzęciem, które ma dwie rzepki w każdej nodze. Wiemy o tym przynajmniej od 1864 roku, ale dlaczego tak powinno być, od tamtej pory pozostaje tajemnicą.


Niestety zabieg wymiany chrząstki nie jest tak prostym zadaniem, jak byśmy chcieli. Komórki chrząstki można klonować i reprodukować w laboratorium. Prawdziwy problem pojawia się, gdy chcemy umieścić te komórki w określonej lokalizacji i sprawić, by w tym obszarze działały efektywnie. Chrząstka jest złożoną tkanką, aby chrząstka mogła funkcjonować, musi być w stanie wytrzymać ogromne siły. Samo wstrzyknięcie chrząstki do stawu nie miałoby żadnego pożytecznego celu, te komórki zostałyby zniszczone w krótkim czasie.

Problem polega na tym, że nikt nie był w stanie wymyślić sposobu, w jaki organizm może przyjąć nową chrząstkę i pozwolić chrząstce przylgnąć do powierzchni stawu. Po dotarciu do powierzchni stawu chrząstka musi być w stanie utrzymać ciężar ciała i płynnie ślizgać się, aby umożliwić normalne ruchy. Wielu naukowców pracuje nad sposobami osiągnięcia tych celów, ale obecnie nie ma rozwiązania.


Jak fotografować ptaki w locie?

Gerrit Vyn jest operatorem i producentem w Cornell Lab’s Center for Conservation Media i jest starszym członkiem Międzynarodowej Ligi Fotografów Ochrony Przyrody. Obserwuj Gerrita na Instagramie @gerritvyn i na jego stronie fotograficznej.

Ten post pochodzi z Photography Birds: Field Techniques and the Art of the Image, opublikowanej przez Mountaineers Books w kwietniu 2020 r. Poprzednia książka Vyn’, Żywy Ptak, zdobył nagrodę National Outdoor Book Award.

Udane strzelanie do ptaków w locie jest satysfakcjonujące i ekscytujące, ale wymaga dużo cierpliwości i nie ma do tego jednego pewnego podejścia. Gdyby każdy ptak w locie był wolno lecącym rybołowem o wysokim kontraście na czystym, błękitnym niebie, zadanie byłoby łatwiejsze. Ale spróbuj sfotografować maskonura lecącego z prędkością 50 mil na godzinę na ciemnym klifie w płaskim świetle! Możliwości aparatu i obiektywu, style i prędkości lotu ptaków, efekty upierzenia na działanie autofokusa, jakość światła i zmienne tło — wszystkie te czynniki i wiele innych mogą sprawić, że fotografowanie ptaków w locie będzie trudne i frustrujące. Ale nie rozpaczaj! Wypróbuj te wskazówki i sprawdzone metody — dzięki nim zaczniesz fotografować ptaki w locie.

Najpierw skonfiguruj swój strzał

Umieść wiatr i słońce za plecami: Jeśli wybierasz się specjalnie po to, aby sfotografować lot, spróbuj zrobić to w czasie i miejscu, kiedy masz gdzieś za plecami zarówno wiatr, jak i słońce. Ptaki na ogół lecą pod wiatr, a kiedy lecą w twoim kierunku pod kątem, są w najlepszej pozycji do robienia przyjemnych obrazów lotu: odsłaniające dolne skrzydła i ich głowy na przodzie. Ptaki lecą znacznie wolniej pod wiatr, co ułatwia ich śledzenie, a słońce za plecami ładnie je oświetla.

Zidentyfikuj przewidywalne ścieżki lotu: Korzystając ze swojej wiedzy o zachowaniu ptaków, zidentyfikuj miejsca, w których ptaki latają, najlepiej w dużej liczbie, co daje wiele okazji do ćwiczeń i zrobienia idealnego obrazu. Fotografowanie lotnicze to często gra liczbowa, więc im więcej ujęć uda Ci się wykonać, tym lepiej. Czy jest jakieś szczególne miejsce, nad którym każdego wieczoru przelatują pelikany brunatne lub gęsi kanadyjskie w drodze na grzędę? Czy istnieje linia grzbietu, którą jastrzębie podążają podczas jesiennej migracji?

Strzelaj na czystym tle: Twój system autofokusa działa najlepiej, gdy fotografujesz na czystym tle o niewielkim kontraście, takim jak niebo lub stojąca woda. Jeśli to nie jest możliwe, pamiętaj, że im dalej tło, tym lepiej. Odległy las jest znacznie lepszy niż drzewa tuż za ptakiem.

Trudne ujęcia, takie jak ten czarnego skimmera na Florydzie lecącego bezpośrednio w stronę aparatu, byłyby niemożliwe bez dzisiejszej technologii autofokusa. 500 mm, 1/1000 sekundy przy f/8, ISO 800. Zdjęcie: Gerrit Vyn.

Następnie uporządkuj ustawienia aparatu

Ustaw ostrość za pomocą spustu migawki: Chociaż w większości sytuacji zalecam ustawianie ostrości za pomocą przycisku tylnego, nie używaj go do dedykowanego fotografowania w locie. Ponieważ będziesz stale ustawiać ostrość podczas fotografowania ptaków w locie, wygodniej będzie, gdy twoje ręce wciśniesz spust migawki do połowy w celu ustawienia ostrości i wciśniesz go do końca, aby zwolnić migawkę, zamiast przytrzymywać dwa przyciski jednocześnie.

Użyj ogranicznika ostrości: Ustaw ogranicznik ostrości tak, aby ignorował bliskie obiekty. Może to pomóc Twojemu systemowi autofokusa działać szybciej, ponieważ może zignorować część zasięgu obiektywu.

Wyłącz stabilizację obrazu: Podczas fotografowania w locie będziesz używać czasów otwarcia migawki, które eliminują potrzebę stabilizacji obrazu. Założenie go może utrudnić śledzenie obiektów i spowolnić działanie obiektywu.

Wstępnie wybierz ustawienia aparatu: W większości przypadków wykonaj lot w trybie ręcznej ekspozycji i ustaw przysłonę i czas otwarcia migawki z wyprzedzeniem. Zwykle oznacza to fotografowanie z szerokim otworem przy maksymalnej przysłonie obiektywu i przy użyciu czułości ISO, która pozwala na optymalny czas otwarcia migawki. Twój czas otwarcia migawki powinien być dość szybki — 1/2500, 1/3200 lub nawet wyższy, jeśli pozwala na to światło. Jeśli nie ma wystarczającej ilości światła lub fotografujesz wolniejsze obiekty, w razie potrzeby zmniejsz do 1/1600 lub 1/1250, chociaż musisz zaakceptować fakt, że możesz mieć mniejszy procent ostrych obrazów. Jeśli jesteś w stanie wykorzystać optymalny czas otwarcia migawki i masz więcej światła, spróbuj zamknąć przysłonę z szeroko otwartej do f/5,6 lub f/8, aby uzyskać większą głębię ostrości i większą szansę na uzyskanie wszystkich kluczowych części obrazu. ptak w centrum uwagi – głowa, ciało i skrzydło. Ustaw także aparat na najwyższą liczbę klatek na sekundę.

W równych warunkach oświetleniowych fotografowanie w trybie Manual oznacza, że ​​tło na zdjęciach może się zmienić, a ekspozycja ptaka nie ulegnie zmianie. Wyobraź sobie, że fotografujesz żurawia kanadyjskiego lecącego nad polami uprawnymi, a tło zmienia się z otwartego nieba w zacieniony las. W jednym z automatycznych trybów ekspozycji spowodowałoby to utratę ekspozycji, a także może obniżyć czas otwarcia migawki do niedopuszczalnego poziomu. Jeśli ekspozycja jest ustawiona w trybie Manual, nic się nie zmieni, a ptak pozostanie odpowiednio naświetlony na dowolnym tle, o ile ptak pozostanie w tym samym świetle.

Fotografując ptaki na tle białego lub bardzo jasnego nieba, rozważ użycie nieba jako podstawy do naświetlenia i ustaw je tak jasno, jak to tylko możliwe, nie prześwietlając żadnych części ptaka. Zwykle mierzę niebo i otwieram 2 lub 2 1/3 przystanków.

Wybierz ustawienia autofokusa: W przypadku ptaków, które są większe w kadrze, użyj jednego punktu autofokusa, aby umieścić go dokładnie tam, gdzie chcesz. Kiedy jest to zbyt trudne, przełącz się na jeden z wzorów punktów ostrości aparatu. W aparatach firmy Nikon grupowy AF (GrP) jest doskonałym, wszechstronnym ustawieniem dla ptaków w locie. W aparatach Canona wykraczam poza pojedynczy punkt autofokusa do 9-punktowego wzoru lub używam strefowego AF.

Dodatkową modyfikacją obecnych aparatów Canon jest dostosowanie ustawień autofokusa. Zalecam utworzenie niestandardowego ustawienia dla ptaków w locie: ustaw czułość śledzenia na -2 (-1 lub 0 może być lepsze na czystym tle), Accel/Decel Tracking na +2 i AF Pt Auto Switching na +2.

Jeśli masz problem z utrzymaniem ostrości na obiektach, zwłaszcza tych lecących na ruchliwym tle, najbardziej przydatnym parametrem do zabawy jest Czułość śledzenia (zwana w aparatach Nikon reakcją na zablokowane ujęcie AF). Im bardziej ruchliwe i problematyczne tło, tym niższą (bardziej opóźnioną) należy ustawić czułość śledzenia AF.

Rybołów w locie na Florydzie. 600 mm, 1/4000 przy f/8, ISO 1000. Zdjęcie: Gerrit Vyn.

Na koniec utrzymuj ptaka w kadrze i ostrości podczas fotografowania

Fokus wstępny: Kiedy możesz, ustaw wstępnie ostrość obiektywu na odległość mieszczącą się w zakresie, w którym spodziewasz się złapać lecącego ptaka — w przeciwnym razie trudno będzie dostrzec cel w wizjerze, a autofokus będzie miał trudności z jego szybkim znalezieniem samodzielnie. Aby wstępnie ustawić ostrość, skieruj aparat na roślinność lub ziemię w odległości, którą szacujesz, że chwycisz ptaka, i ustaw tam ostrość. Następnie podnieś kamerę i poczekaj, aż ptak znajdzie się w zasięgu, zanim włączysz autofokus.

Podnieś stopkę obiektywu: Obróć stopkę obiektywu do góry, jeśli takową jest, aby można było unieść obiektyw, a nie stopkę obiektywu ręką.

Więcej porad fotograficznych

Podążaj całym swoim ciałem: Zastosuj atletyczną postawę z lekko rozstawionymi nogami i lekko ugiętymi kolanami. Mocno chwyć aparat prawą ręką, wyciągnij lewą rękę tak daleko, aby podeprzeć obiektyw, wsuń łokcie do ciała i podążaj za ptakiem ciałem, a nie rękami lub głową.

Nacisk na uderzenie: Gdy w wizjerze pojawi się zbliżający się ptak, masz większą szansę na pomyślne śledzenie ostrości, jeśli „wtrącisz ostrość”. Gdy ustawiasz ostrość, nie trzymasz przycisku autofokusa (czy to tylnego, czy spustu migawki) w sposób ciągły podczas śledzenia obiektu. Zamiast tego naciskasz go sporadycznie, gdy obiekt się zbliża, aby utrzymać ptaka prawie w centrum uwagi. W ten sposób minimalizujesz ryzyko, że punkt ostrości odpadnie od obiektu i ustawi ostrość w innym miejscu. Poczekaj, aż ptak znajdzie się w zasięgu, a następnie wciśnij i przytrzymaj przycisk ostrości.

Strzelaj i kontynuuj: Łatwo jest zgubić obiekt, gdy zaczniesz wyzwalać migawkę. Staraj się ignorować wszystko inne oprócz trzymania obiektu w kadrze i podążania za nim.

Ćwiczyć: Nabycie biegłości w fotografii lotniczej wymaga wiele praktyki. Znajdź okazje do ćwiczeń, kiedy tylko możesz, na popularnych tematach w pobliżu domu, niezależnie od tego, czy są to obrazy, których chcesz, czy nie. Ćwiczenie daje możliwość nie tylko doskonalenia techniki, ale także zapoznania się z różnymi ustawieniami autofokusa, punktami i wzorcami ostrości oraz wynikami, jakie można dzięki nim uzyskać.


Miałem czytelnika, który wysłał mi e-mail do 10-letniego studenta, który chciał dokładnie wiedzieć, ile kolan ma pająk. Jeśli wygooglujesz odpowiedź, otrzymasz stronę internetową skierowaną do dzieci i zawierającą złą odpowiedź jako pierwszy wybór. To zawsze mnie denerwuje, ponieważ oferują łatwą, odjazdową, szybką odpowiedź, która nie wymaga absolutnie żadnych przemyśleń ani badań. Nienawidzę, gdy ludzie bawią się dzieciakami i nie wykonują pracy wymaganej do udzielenia dokładnej odpowiedzi. Oto moja odpowiedź.

Co to jest kolano?

Jeśli chcesz odpowiedzieć na pytanie „Ile kolan ma pająk?”, najpierw musisz wiedzieć, jakie kolano jest właściwe? W kategoriach zwierzęcych/ludzkich kolano to staw, którego ogniskiem jest kość zwana rzepką. Staw kolanowy łączy kości uda (śpiewaj teraz ze mną) lub kość udową z kośćmi podudzia, które są piszczelową i strzałkową.

Staw kolanowy (fot. Wiki Commons) Tak więc u ssaków kolano jest stawem zbudowanym z kości i łączy górną część nogi z dolną. Do pająków.

Zacznijmy od anatomii pająka

Myślę, że na innych stronach internetowych wszystko jest nie tak. Ich odpowiedź na nasze pierwotne pytanie była taka, że ​​pająki mają 48 kolan lub „sześć stawów na każdej” nodze. Teraz powiedz mi, czy to ma jakikolwiek sens? Jak na świecie żywe zwierzę może mieć 48 kolan? Oznaczałoby to, że zwierzę miałoby 48 zestawów długich kości w nodze i 48+ krótkich kości (dwukrotnie więcej niż w przypadku kości piszczelowej i strzałkowej). To jest po prostu dziwne. Oto przypadek, w którym nie wierzysz we wszystko, co czytasz w Internecie. Spójrzmy na schemat anatomii pajęczej nogi.

Pajęcza noga (Zdjęcie: University of Kentucky)

Na powyższym schemacie widać, że noga pająka ma 7 głównych segmentów:

  • Coxa-przywiązuje nogę do ciała
  • Krętarz-krętliki
  • Kość udowa przypomina kość długą, zapewnia strukturę i wsparcie
  • Rzepka – słynna nakolannik!
  • Tibia – wędzidło o krótkiej nodze
  • Śródstopie- jak kości stopy w jednym długim kawałku
  • Tarsus- jak kości w jednym palcu
  • Pazury - jak paznokcie u stóp na sterydach

Nawet jeśli jesteś hojny i nazywasz wszystkie stawy, w których segmenty nóg spotykają się „kolana”, jest ich 7, a nie 6, co oznaczałoby, że jest ich łącznie 56, a nie 48. To nadal głupie, bo nie możesz mi powiedzieć że pająk ma kolano na stopie. Dodatkowo na każdej nodze pająka znajduje się JEDEN zaakceptowany obszar rzepki, który znajduje się między kością udową a piszczelową. Oznacza to, że pająk ma dokładnie 8 kolan.

Pająk ogrodowy (zdjęcie: Wiki Commons) Co ciekawe, te osiem kolan jest związanych z bardzo specyficznym genem zwanym genem jamnika (dac). Naukowcy z Oxford Brookes University zbadali to i ustalili, że: „Nabycie nowej funkcji lub neofunkcjonalizacji chroni zduplikowane geny przed redundancją i późniejszą utratą i jest główną siłą napędzającą ewolucję adaptacyjną (Biologia molekularna i ewolucja, tom 33, wydanie 1, 1 stycznia 2016 r., strony 109–121)”. To naukowa mowa o tym, jak geny powielają się, aby włączać i wyłączać cechy ciała, takie jak dodanie rzepki lub rzepki do embrionalnego pająka w jajko. Fajnie eh? Możesz przeczytać gazetę tutaj.

Czy pająki mają kostne kolana?

Nie, pająki nie mają kości, mają twardy egzoszkielet wykonany z materiału zwanego chityną (latawiec), który jest mniej więcej taki sam jak materiał, z którego zrobione są twoje paznokcie i włosy. Pisałem już o tym, jak działają nogi pająka i ich hydraulika, jeśli chcesz dowiedzieć się więcej, po prostu kliknij tutaj. Oznacza to jednak, że jeśli jesteś purystą i wymagasz, aby kolano było „kolano” musiało być kością, to pająki tak naprawdę nie mają kościstych kolan. Mają chitynowe kolana, których na pewno nie zbijają ze sobą prawie tak dobrze.

W obronie kolan pająka

Obszar rzepki kolana pająka został dokładnie przebadany przez naukowców, ponieważ chcą wiedzieć, jak modelować maszyny, ratować roboty, a nawet pomoce ambulatoryjne dla ludzi oparte na pająkach. Pająki i ludzie nie różnią się aż tak bardzo. Częściowo to jest powód, dla którego dmuchanie odpowiedzi na pytanie typu: „Ile kolan ma pająk?” denerwuje mnie, ponieważ lekceważy to, jak ważne i podobne pająki są dla nas i naszej ludzkiej natury. Pamiętaj, aby zawsze sprawdzać poprawność witryn internetowych, gdy szukasz odpowiedzi online.


Wyniki

W pozycji stojącej badani eksperymentalni wykazywali postawę kończyny z bardziej pionowo zorientowaną kością udową i bardziej zorientowanym poziomo piszczelem, z powodu bardziej zgiętego stawu skokowego (Tabela 1 i Ryc. 2A). Podczas wolnego marszu zaobserwowano istotne różnice w kinematyce pomiędzy zabiegami (tabela 2, ryc. 2B i wideo S1). Pod koniec fazy podporu staw kolanowy był bardziej rozciągnięty w grupie eksperymentalnej (102,0±2,1°) niż w grupie kontrolnej (83,3±6,0°). Spowodowało to zmniejszenie zakresu zgięcia kolana podczas fazy podporu u badanych eksperymentalnych w porównaniu z grupą kontrolną (E: 30,1±3,4°C: 41,3±3,1°). Staw skokowy badanych eksperymentalnych był również bardziej rozciągnięty niż w grupie kontrolnej, zarówno na początku (E: 138,7 ± 2,1 st. C: 128,8 ± 2,6 st.) jak i przesunięcie fazy podporu (E: 152,4 ± 1,9 st. C: 136,0 ±4,9 st.). Kąty odcinkowe kończyn również wykazywały różnice między zabiegami. Spośród wszystkich segmentów kończyn kość udowa wykazała największą różnicę między warunkami kontrolnymi a doświadczalnymi (tab. 2). U badanych eksperymentalnych kość udowa była bardziej wysunięta na początku fazy podporu i bardziej cofnięta pod koniec fazy podporu niż u osób z grupy kontrolnej (ryc. 2B, C). W konsekwencji, zakres ruchu udowego badanych eksperymentalnych podczas fazy podporu był prawie trzykrotnie większy niż u badanych kontrolnych (E: 43,7±0,8 stopnia C: 15,4±0,5 stopnia).

(A) Diagram przedstawiający średnią postawę kończyn podczas pozycji stojącej osoby kontrolnej (C), wagi kontrolnej (CW) i uczestników eksperymentalnych (E). Powyższy rysunek sztyftu wskazuje orientację segmentów kończyn w grupach w celu wizualizacji różnic postawy między zabiegami. Kości kończyn tylnych i orientacja segmentów są oznaczone kolorami, jak na ryc. 1. (b) Schemat średniej postawy kończyn podczas przyziemienia (początek fazy podparcia) i podczas wznoszenia (koniec fazy podparcia) zwierząt kontrolnych, kontrolnych z wagą i doświadczalnych. (C) Kąt kości udowej w fazie wsparcia dla osób z grupy kontrolnej, kontrolnej i eksperymentalnej. Dane przedstawiono jako średnie ± s.e.m.

Możliwe, że zmiany posturalne i kinematyczne obserwowane u osób doświadczalnych były wynikiem zwiększonej masy ciała, a nie zmiany lokalizacji CoM. Jednak podczas stania nie zaobserwowano żadnych zmian postawy między grupą kontrolną a grupą kontrolną (ryc. 2A i tabela 1). Podczas wolnego marszu wyniki są nieco bardziej złożone. Na początku fazy podporu kąt stawu kolanowego i orientacja kości udowej różniły się istotnie zarówno w grupie kontrolnej, jak i eksperymentalnej w stosunku do grupy kontrolnej, co sugeruje, że za zmiany kinematyczne odpowiedzialna była dodatkowa masa ogona. W przypadku wszystkich innych kątów stawowych i segmentowych grupa kontrolna nie wykazała żadnych zmian w stosunku do grupy kontrolnej (np. kąt kolanowy) lub zmiany były odwrotne do zmian obserwowanych w grupie eksperymentalnej (tab. 2 i ryc. 2B). . Na przykład orientacja kości udowej w grupie kontrolnej była konsekwentnie bardziej pozioma niż w grupie kontrolnej w fazie podporu (ryc. 2C), ale z podobnym zakresem ruchu (C: 15,4 ± 0,5 stopnia CW: 15,2 ± 1,5 stopni).

Nie stwierdzono różnic między grupami ani w przednio-tylnej (AP), ani przyśrodkowo-bocznej (ML) geometrii przekroju poprzecznego kości udowej (tab. 3). Długość kości udowej była jednak zwykle większa w grupie eksperymentalnej niż w grupach kontrolnych, ale różnica ta była tylko marginalnie istotna (P = 0,057 Tabela 3).


Rzadka, solidna kość skrzydeł ptaka przystosowana do zalotów


Wiadomo, że samce wszystkich gatunków posuwają się do skrajności, by uwieść samice, ale niewiele osób posunęło się tak daleko, jak samiec manakina o skrzydłach maczugowych, ptaka wielkości wróbla z lasów Ekwadoru i Kolumbii.

Naukowcy z Cornell po raz pierwszy donieśli w 2005 r. o zdolności tych ptaków do pocierania o siebie wyspecjalizowanych piór na skrzydłach, aby wytworzyć wysoki szum. Teraz donoszą w wydaniu z 13 czerwca czasopisma Royal Society Biology Letters, że są to pierwsze latające ptaki, o których wiadomo, że mają solidne kości skrzydeł. To właśnie pozwala tym ptakom wydawać dźwięki zalotów.

U samców manakina maczugoskrzydłego kość łokciowa (analogicznie do ludzkiej kości w przedramieniu) jest prążkowana, lita zamiast wydrążonej i 3,5 razy większa niż łokcie innych ptaków o podobnych rozmiarach, w tym innych gatunków manakina. Specjalne wytwarzające dźwięk pióra przymocowane do kości łokciowej rezonują, aby wytworzyć tony zalotów. Naukowcy odkryli również podobne, ale mniejsze adaptacje do kości ramiennej, która jest taka sama jak kość między łokciem a barkiem u ludzi.

Naukowcy są przekonani, że duże, gęste kości są przystosowane do zalotów i kosztem wydajnego lotu, gdzie lżejsze, puste kości są idealne. Adaptacje są skrajnym przykładem modyfikacji części ciała przez gatunek w celu zwabienia partnera, ale z przypuszczalnymi kosztami jej sprawności.

„Pomysł, że istnieje konflikt między doborem płciowym a doborem naturalnym, nie jest nowy” – powiedział Kim Bostwick, kurator Cornell Museum of Vertebrates i główny autor badania. Na przykład duże, efektowne pióra samca pawia również utrudniają lot, ale dobrze sprawdzają się w przyciąganiu samic. Ale w przypadku manakina o skrzydłach maczugowych adaptacja „to nie tylko pióra i to, jak wyglądają. Jest to funkcjonalna zmiana na najgłębszych poziomach. Ostatecznie to samica jest odpowiedzialna za tę dziwną kość w skrzydle samca ”- dodał Bostwick.

Naukowcy wykorzystali skanery tomografii mikrokomputerowej (CT), aby nieinwazyjnie uzyskać pełne dane o gęstości wnętrza kości ptaków, które następnie można było zrekonstruować w postaci kolorowych obrazów 3D.

W 2003 roku Bostwick miała jedyne na świecie okazy manakina o skrzydłach maczugowych, ale za mało, by przeprowadzić analizę aż do kości, choć podejrzewała, że ​​kości były nowe. Julian Humphreys, współautor artykułu i badacz z biblioteki cyfrowej National Science Foundation na Uniwersytecie Teksasu w Austin, zasugerował, aby Bostwick wypróbował próbki manakinów w swoim tomografie komputerowym.

„Odesłał mi ten obraz i powiedział: „O mój Boże, czy możesz uwierzyć w to, co widzisz?” – powiedział Bostwick. „Wtedy zdaliśmy sobie sprawę, że mamy niesamowitą i całkowicie unikalną strukturę”.

W tym badaniu Bostwick i współautor Mark Riccio, dyrektor Cornell Multiscale CT Facility, wykonali zdjęcia, przeanalizowali i porównali kości manakina o skrzydłach maczugowych z kośćmi skrzydeł siedmiu innych gatunków manakinów. Maszyna Cornell pozwoliła im na jednoczesne zobrazowanie wszystkich kości różnych ptaków, więc odczyty dla każdej kości były jednakowo skalibrowane do celów porównawczych i kwantyfikacji. Ponieważ kilka innych manakinów również wydaje dźwięki skrzydeł, Bostwick chciał sprawdzić, czy ewolucyjne pochodzenie adaptacji manakinów o skrzydłach maczugowatych było widoczne u innych ptaków.

„Pełny obraz jest taki, że manakin o skrzydłach maczugowych wyszedł sam z zupełnie innym skrzydłem” – powiedział Bostwick. „Niektóre z tych gatunków wykazują pewne wzorce, ale znajdują się na innym końcu kontinuum”.


Kiedy ręka jest naprawdę nogą

Ręce osoby z zespołem Liebenberga przypominają stopy, ręce przypominają nogi. (Źródło: dr Malte Spielmann)

Zdjęcie rentgenowskie pokazało dr Stefanowi Mundlosowi, że jego przeczucie było prawidłowe, a ramiona pacjenta były osobliwe i sztywne, ponieważ łokcie były w rzeczywistości kolanami.

Niedawny raport grupy dr Mundlos&rsquo z Instytutu Genetyki Molekularnej im. Maxa Plancka, wraz z genetycznym wyjaśnieniem tej choroby, znalazł się pod radarem agregatorów wiadomości naukowych, których celem było opublikowanie informacji prasowych. Ale zauważyłem to, bo pracowałem nad takimi rzeczami w maturze i muchy z nogami wyrastającymi im z głów.

MAŁO ZNANY ZESPÓŁ LIEBENBERGA
Niemożliwy do wygooglowania badacz F. Liebenberg opisał w 1973 roku rodzinę z chorobą, która przybrała jego imię: „rodowód z niezwykłymi anomaliami łokci, nadgarstków i dłoni w pięciu pokoleniach”. W białej południowoafrykańskiej rodzinie czterech mężczyzn i sześć kobiet miał sztywne łokcie i nadgarstki oraz krótkie palce ułożone w taki sposób, że wyglądały dziwnie nie na miejscu. Rodowód ujawnił klasyczne autosomalne dominujące dziedziczenie i każde dziecko osoby o dziwacznych kończynach miało szansę 50:50, aby tak było.

Druga rodzina pojawiła się na łamach Journal of Medical Genetics w 2000 roku. Badacze ci zauważyli, że kiedy pacjent stał w „pozycji „bdquoanatomicznej”, „z pochylonymi dłońmi do przodu”, „nie mógł” zgiąć rąk w łokciach, a ograniczony ruch był obecny. od urodzenia.

Na prześwietleniach pacjentów stawy łokciowe wyglądały na zbyt duże. Te 6-miesięcznego dziecka były wielkości łokci 3½-latka, z krótkimi palcami. Podobnie łokieć 2½-latek&rsquos był wielkości 8-latka&rsquos. I jak odcinek Prawo i porządek w którym podejrzany, który pojawił się w ciągu pierwszych 15 minut, może być prawdopodobnie sprawcą, ci badacze implikowali gen na chromosomie 17. To było to.

Następnie w 2010 roku pojawił się raport na temat identycznych bliźniaczek z dziwnie sztywnymi łokciami i długimi ramionami zespołu Liebenberga, w chirurgii plastycznej i rekonstrukcyjnej. Badacze ci zauważyli, że długość i kształt palców rąk i nóg były takie same.

JEŚLI WYGLĄDA JAK KACZKA &hellip
Zauważając, że mięśnie i ścięgna łokci, a także kości, były całkiem prawidłowe, dr Mundlos i współpracownicy, eksperci w rozróżnianiu kończyn przednich i tylnych kręgowców, zdali sobie sprawę, że sztywne łokcie zachowują się jak kolana.

Ludzki staw łokciowy jest zawiasem w jednej płaszczyźnie i obraca przedramię w drugiej. Kolano jest nieco ciaśniejsze. Wydłuża podudzie, ale rzepka stabilizuje rotację boczną, dlatego ciągle ją kontuzjuję na zajęciach zumby.

Naukowcy Maxa Plancka przeanalizowali trzy niespokrewnione rodziny z zespołem Liebenberga. &bdquoFenotyp&rdquo był łatwy do interpretacji na pierwszy rzut oka. Wyglądało to na zniekształcenie stawu łokciowego i anomalię kości nadgarstka. Ale anomalie kości nadgarstka są niezwykłe, w szczególności zespolenie kości” – wyjaśnił dr Mundlos.

Ale łokcie Liebenberga miały osobliwe powiększenie i to była główna wskazówka.

Obszary w białych kropkach to rzepka &mdash kolano &mdash, które są częściami stawu łokciowego. (Źródło: Malte Spielmann)

„Zwykle staw łokciowy składa się z kości ramiennej, która znajduje się w gnieździe wydłużenia łokcia, wyrostka łokciowego, a promień stanowi mniejszą część tego złożonego stawu. U pacjentów brakowało wyrostka łokciowego, a staw miał płaski wygląd, w przeciwieństwie do normalnego stawu zawiasowego łokcia” – powiedział dr Mundlos.

Prawda wyszła na jaw, gdy dr Mundlos zbadał rentgen pacjenta z innej perspektywy. „Zdałem sobie sprawę, że cała kończyna ma wygląd nogi. Normalnie na prześwietlenie kończyny górnej patrzysz ręką w górę, podczas gdy kończyna dolna patrzy na stopę w dół. Jeśli odwrócisz prześwietlenie, wygląda jak noga” – wspomina.

Każdemu zaznajomionemu z biologią rozwoju część ciała w niewłaściwym miejscu kojarzy się z jednym słowem: HOMEOTIC. (Ostrzeżenie: sprawdzanie pisowni i autouzupełnianie konwertują to na homoerotyczne.)

MUTACJA HOMEOTYCZNA: OBJAZD W ROZWOJU (I W MOJEJ KARIERY)
Mutacja homeotyczna miesza części ciała, tak że mucha wyrasta na głowie nogę lub czułki na pysku. Przypisywanie części ciała zaczyna się we wczesnym embrionie, kiedy komórki wyglądają podobnie, ale są już skazane na to, by stać się tym, czym się staną, dzięki gradientom białek „bdquomorfogenicznych”, które programują określony region w celu opracowania określonych struktur. Pomieszaj wiadomości i noga staje się anteną, a łokieć kolanem.

Zaledwie kilka miesięcy po obronie doktoratu w laboratorium Thoma Kaufmana na Uniwersytecie Indiana około 1980 roku, gdzie okrutnie zamordowałem miliony muszek owocowych, podoktorancki Matt Scott i koleżanka Amy Weiner odkryli, jak zachodzą homeotyki. Zidentyfikowali homeobox. Ta 180-zasadowa sekwencja koduje domenę białkową, która wiąże inne białka, które włączają zestawy innych genów i tworzą zarodek sekcja po sekcji. Mniej więcej w tym samym czasie naukowcy z Uniwersytetu w Bazylei znaleźli homeobox. (Aby zobaczyć życie z homeozą z perspektywy muchy i homeozy, zobacz The Making of a Mutant, A Fruit Fly Love Story, którą opublikuję ponownie tutaj na Walentynki.)

Gdy biolodzy rozwojowi wiedzieli, czego szukać, homeoboxy pojawiały się we wszystkich rodzajach genomów, wpływając na położenie płatków, nóg i segmentów larw. Ludzie mają cztery skupiska genów homeotycznych plus kontrole.

Geny homeotyczne ustawiają się na swoich chromosomach w dokładnej kolejności, w jakiej zostały rozmieszczone podczas rozwoju, jak rozdziały w instrukcji obsługi budowy ciała. I są starożytne. Muszka owocówka, której podano zmutowany gen homeotyczny od kurczaka, ma nogę antenową, jeden gatunek odczytuje sekwencję DNA bardzo odległego drugiego. Mutanty homeotyczne z laboratorium Kaufmana wystąpiły nawet w odcinku Z Archiwum X, o którym niewiele pamiętam, poza tym, że zawierał odtwórcę Cher.

W locie Antennapedia czułki rozwijają się jak nogi. (Źródło: Rudi Turner)

Zrezygnowałem z nauki na ławce, ponieważ uważałem, że mutacje homeotyczne to dziwactwo tylko muszek owocowych, myszy i komarów. Ale po odkryciu homeoboxów naukowcy szybko znaleźli je u ludzi. W chłoniakach białe krwinki przechodzą do niewłaściwej linii, a w zespole DiGeorge nieprawidłowe uszy, nos, usta i gardło odzwierciedlają nieprawidłowości w Antenapedia, na zdjęciu latają nogi na głowie. Dodatkowe i zrośnięte palce oraz różne zmiany kostne również wynikają z mutacji homeotycznych.

Ale nic nie mogło się równać, w ludzkiej anomalii, dramatycznie zmutowane muszki owocowe &mdash, dopóki nie zobaczyłem zdjęć twarzy dzieci z dolną szczęką zamienioną w górną, w majowym wydaniu American Journal of Human Genetics). (Patrz blogi Scientific American, aby znaleźć tę historię.)

Częściowa przemiana ramion w nogi u ludzi, kiedy już wiesz, co to jest, jest jeszcze bardziej zdumiewająca.

POSZUKIWANIE MUTACJI RAMION-NOGA PRZY WYKORZYSTANIU STARYCH I NOWYCH NARZĘDZI

Hipoteza homeotyczna wiele wyjaśniała na temat zespołu Liebenberga.

/> Ten nadgarstek bardziej przypomina kostkę. (Źródło: Malte Spielmann)

&bdquoTransformacja wpływa na kości, ścięgna i mięśnie łokci, nadgarstków i dłoni. U pacjentów całkowicie brakuje wyrostka łokciowego łokcia, a kości nadgarstka tworzą dużą strukturę podobną do kości skokowej. Na skanach 3D CT łokcia można zobaczyć strukturę podobną do rzepki kolana, która jest zrośnięta z głową kości ramiennej. Kości dłoni są zbyt długie i wyglądają podobnie do kości stóp – wyjaśnił dr Malte Spielmann, główny autor artykułu.

Chociaż naukowcy ostatecznie zastosowali techniki, do których jesteśmy przyzwyczajeni w dzisiejszych czasach – sekwencjonowanie genomu i porównawcza hybrydyzacja genomowa (CGH) do wykrywania delecji i wariantów liczby kopii – ich poszukiwania rozpoczęły się tak samo, jak wiele poszukiwań genetycznych od lat pięćdziesiątych: od nieprawidłowych chromosomów.

Dwie z trzech rodzin z zespołem Liebenberga mają delecje (brak DNA), a trzecia ma translokację (dwa części wymieniające chromosomy). Rodziny dzielą usterkę w tym samym ogólnym regionie chromosomu 5, zapewniając wsparcie w genomie.

Sekwencjonowanie genomu nie wykazało żadnych prawdopodobnych podejrzanych w rodzinie translokacji, ale CGH wykryło delecję 134 kilo zasad w ich genomach. Apparently 134,000 DNA bases were lost when the translocation initially happened, like lopping off letters when cutting-and-pasting text.

The missing DNA in all three families corresponded to the same &ldquogene desert,&rdquo a genome region festooned with so-called &ldquodark matter&rdquo that doesn&rsquot encode protein. But one candidate DNA sequence did emerge from the regulatory wasteland: a gene called PITX1.

The gene doesn&rsquot encode protein but controls other genes that do. And not only is the gene &ldquohighly conserved&rdquo &ndash in many species and therefore pretty important &ndash but it controls limb development in mouse embryos.

The researchers had found their gene.

In the Liebenberg families, missing genetic material places an enhancer gene near PITX1, altering its expression in a way that mixes up developmental signals. And so the forming arm gets mixed up, and fashions part of a leg &mdash at first glance barely noticeable, as in this doll. Fortunately the condition appears more an annoying oddity than a disease, and because the gangly arms don&rsquot seem to disrupt everyday life too much, you won&rsquot find Liebenberg syndrome in the rare disease databases like CheckOrphan, NORD, or the global genes project.

LARGER LESSONS
I like the arm-to-leg story so much that I hardly know where to begin.

#1 I feel better at having spent four years trying to figure out how flies grew legs on their heads, yet worse for having left the field.

#2 I marvel anew at the elegant evolutionary tale that the homeotic mutations tell. When mutation derails development so similarly in such different species as a plant and a person, descent from a common ancestor is the most logical explanation.

#3 Looking at an image from an unusual perspective revealed what no one else had seen. With all the fuss over genome sequencing and nano-everything, we shouldn&rsquot lose sight of the power of larger-scale observation in science.

#4 The homeotic mutations steer development to an alternate pathway. They symbolize, for me, my veering from the path to becoming a scientist shortly after getting my doctorate.

The late paleontologist and science writer Stephen Jay Gould helped me. In his essay &ldquoHopeful Monsters&rdquo published in the October 1980 issue of Natural History magazine, reprinted in his 1983 book &ldquoHen&rsquos Teeth and Horse&rsquos Toes,&rdquo he wrote about the work in the Kaufman lab, mentioning us lowly graduate students &ndash Barbara Wakimoto, Tulle Hazelrigg, and me.

Thrilled, I wrote to him. And he wrote back, five hand-scrawled pages, encouraging me to follow my instincts to become a writer at a time when many were telling me not to stray from science.

Two decades later, I was to thank him again, unfortunately in an obituary. And now, a decade later, I do so yet again. Thank you, Steve, for telling an unsure graduate student that it&rsquos okay to follow an unusual path.

And congrats to Drs. Mundlos and Spielmann and their co-workers for their insightful discovery.


The Uniqueness Of The Ferret Skeleton

In the adult ferret the individual bones of the skull are hard to tell apart because there are no fusion lines between the bones. The skull of the ferret is almost twice as long as it is wide, and the top of the skull is somewhat flat when compared to other mammals. The jaws are short and are almost impossible to dislocate. All of these adaptations make for a very strong bite, which is especially important for catching and eating prey animals. The brain case is rather large compared to the size of the skull.

The vertebral column of the ferret is also unique. The neck is quite long. The seven vertebrae in the neck are longer and bigger than the vertebrae of the chest. This gives the ferret a long neck when compared to its body size. The chest (thorax) usually has 15 vertebrae with paired ribs (30 total ribs) however, some ferrets only have 14 paired ribs. Some even have 14 ribs on one side and 15 on the other side. Normally the first 10 pairs of ribs attach to the sternum (chest bone), and the last five pairs join each other and form an arch. In some ferrets the last pair of ribs may be shorter than the rest and end in the muscles on the sides. This last rib is often palpable at the end of the rib cage. For comparison, humans have only 12 thoracic vertebras with 12 pairs of ribs.

The lumbar area (lower back) usually has six vertebrae, but there can be as few as five or as many as seven in some ferrets. The lumbar vertebrae generally get bigger in size from the first to the last one. The sacrum has three fused vertebras. The tail is composed of 18 vertebras that get smaller in size as they go toward the tip of the tail.

The tail is roughly one third of the length of the ferret body. Overall the vertebral column is long and very flexible, which allows a ferret to go into a narrow tunnel, do a U-turn and come back out.

The bones of the front arms are light and short. They also have a small diameter. The radius and ulna (forearm) are slightly bowed. The front paws have five clawed digits.

The nails are not retractable like cat nails are, so these need to be trimmed occasionally. The ferret walks on all five digits, which is different than dogs and cats.

The short, bowed arms and five claws are very good for digging.

The bones of the rear legs are also very light, but they are longer than the bones of the front arm. The femur (thigh bone) is long and straight, but the tibia (shin bone) is the longest bone of the leg. The knee joint is between the femur and tibia and is complicated. The knee has two menisci, cranial and caudal cruciate ligaments, and two collateral ligaments, which is very similar to the human knee. The five digits of the foot have non-retractable nails also. The ferret walks on all five digits of the rear paws.

The heterotopic skeleton is composed of the kneecaps, the fabella on the back of the femurs, and the os penis. The os penis, which is sometimes called a baculum, is a bone within the penis. It is almost 2 inches in length and can be used to estimate the age of an intact male ferret.


How to Treat Knee Inflammation

This article was co-authored by Jonathan Frank, MD. Dr. Jonathan Frank is an Orthopedic Surgeon based in Beverly Hills, California, specializing in sports medicine and joint preservation. Dr. Frank's practice focuses on minimally invasive, arthroscopic surgery of the knee, shoulder, hip, and elbow. Dr. Frank holds an MD from the University of California, Los Angeles School of Medicine. He completed an orthopedic residency at Rush University Medical Center in Chicago and a fellowship in Orthopedic Sports Medicine and Hip Preservation at the Steadman Clinic in Vail, Colorado. He is a staff team physician for the US Ski and Snowboard Team. Dr. Frank is currently a scientific reviewer for top peer-reviewed scientific journals, and his research has been presented at regional, national, and international orthopedic conferences, winning several awards including the prestigious Mark Coventry and William A Grana awards.

W tym artykule cytowanych jest 10 odniesień, które można znaleźć na dole strony.

This article has been viewed 61,986 times.

If your knee is red, swollen, sore, or warm to the touch, it is inflamed. Inflammation in the knee can be caused by a lot of different conditions, such as arthritis, tendinitis, bursitis, or an injury to the muscles or tendons around the knee. Once the knee is injured, inflammation begins as the knee starts to heal itself. Treating minor inflammation in the knee can usually be done at home with some general care and lifestyle changes. However, if you have ongoing or intense inflammation, you should seek out medical care.


Obejrzyj wideo: Webinar om smerter i håndled, albue og skulder v. Jacob Thure (Styczeń 2022).