把最小計算機「擰」在蝸牛背上，動物學家用數據破解「未解之謎」
2023-03-29 18:38:21 1
給蝸牛配一臺計算機聽起來像是動畫裡才會發生的可愛局面，不過最近，坐落南太平洋大溪地島的蝸牛們真的背上了全國際最小的微型計算機，這些時刻陪伴蝸牛們的計算機記錄了它們的休息環境數據，科學家們從中還揭秘了一項生物學的「未解之謎」。
背起小型計算機的蝸牛名叫玫瑰狼蝸牛，望文生義，其背上的殼是玫瑰相同的棕赤色，以食肉為生。玫瑰狼蝸牛於 1970 年代被引進大溪地島地點群島，引進目的是控制另一種入侵者——巨型非洲陸蝸牛。但是玫瑰狼蝸牛繁殖快、殺傷力強，導致了島上的許多樹蝸牛的滅絕，但奇特的是，一種白色殼的小蝸牛 Partula hyalina（P. hyalina ）意外的活了下來。
這種白色的小蝸牛Partula hyalina到底有什麼過人之處呢？科學家們百思不得其解。不過最近，經過這些國際上最小的計算機收集的太陽能數據，研究者們發現了「倖存蝸牛」逃生的秘密。他們的研究結果宣布在 6 月的Communications Biology 上。
大溪地島白殼蝸牛的生計「未解之謎」
2012 年，密西根大學的研究員辛迪·比克 (Cindy Bick) 博士仍是一名研究生時，她就開端與生態學和進化生物學教授Diarmaid Foighil 一同調查 P. hyalina 得以存活的」未解之謎」。他們一同在2014 年宣布了一篇論文，表明該物種更豐富的子孫是它比其他物種更好生計的原因之一。但這顯然還並不是 P. hyalina 能活下來的關鍵原因。
大多數陸生蝸牛喜歡陰涼處。與許多物種相同，黑殼的玫瑰色狼蝸牛假如放在陽光下會大量吸收太陽光照，並因此失掉水分像肉乾相同變幹。但 Bick 博士在 20 世紀前期一位軟糖學家的郊野期刊上進行研究時讀到， P. hyalina 常常被發現在森林邊際活動，那裡的樹木稀疏，光照也愈加激烈。
Bick 博士和 Foighil 博士因此提出了這樣的一個假定：P. hyalina 的乳白色外殼能夠反射太陽光，因此能夠在更強的陽光下生計，因此，他們能夠在陽光較多的森林邊際活動，這就能夠成為一個遠離食肉蝸牛的避風港。
兩位動物學家開端就此假定尋覓驗證方法，能否有一種方法來丈量每隻蝸牛每天接受多少陽光。為此，他們在校園內與David Blaauw 的工程實驗室取得了聯絡，期望他們能夠製作一臺微型計算機，並將其放置到大溪地島的食肉蝸牛身上。Bick 博士的提議很有吸引力——有機會在現實國際中測試傳感器，並幫忙一個能夠野生動物維護項目。
製作全國際最小的微型計算器，再「擰」進蝸牛殼
Blaauw 博士的團隊接受了這個工程應戰——製作國際上最小的傳感器。為了為蝸牛準備傳感器，Blaauw 博士的實驗室添加了一個帶有太陽能電池的微型能量收集器，以便傳感器能夠在陽光下為電池充電。他們將系統包裹在環氧樹脂中，以防水傳感器，維護它免受強光照射，並緩衝一般蝸牛的粗獷生活。
他們順暢製作出了這臺國際上最小的帶電池的計算機：一個 2×5×2 毫米的傳感器，比蚜蟲稍大，這些微型計算機能夠經過傳感器接納可見光數據，並經過無線電傳輸。
不過，讓這臺計算機順暢運行，研究者們還需要處理一個大問題，動力問題。Inhee Lee 現在是匹茲堡大學電氣和計算機工程助理教授，其時是 Blaauw 博士實驗室的研究員，他處理了這個難題。Lee 博士和 Blaauw 博士使用了太陽能充電設備，丈量光照量的同時也將其轉換為計算機工作的能量。
另一個問題是，如何將這種傳感器牢固的固定在蝸牛背上。科學家們的「小白鼠」是在密西根花園中發現的一些「本地」蝸牛，研究人員首先嘗試用磁鐵和戲法貼將計算機粘在外殼上，但未能成功，直到他們弄清楚如何將金屬螺母粘在蝸牛外殼上並將傳感器擰入螺母中。然後蝸牛和它們的小乘客也準備好了經受各種模仿元素（水桶）的檢測。
數據為善，維護瀕危物種休息地
2017 年 8 月，Bick 博士和 Lee 博士帶著 55 個傳感器抵達大溪地島。他們在當地蝸牛動物學家Trevor Coote)的帶領下，順暢將這些蝸牛傳感器裝備在食肉蝸牛殼上；鑑於P. hyalina蝸牛的數量不多，科學家們沒有打擾這些乳白色的脆弱小生命，只將傳感器裝在了他們休息的樹葉底下。
每天，研究人員都會盯梢蝸牛數小時，以保證它們沒有「離線」，要是盯梢這些不同的蝸牛接受了多少陽光。
這些傳感器帶來的數據支撐了開始的假定。一段時間的追蹤數據顯示，P. hyalina 休息地的傳感器接納到的陽光平均是玫瑰色狼蝸牛的 10 倍。這證明了更強的光照條件能夠維護白殼的蝸牛免受玫瑰狼食肉蝸牛的損害。
「我在這些環境中長大，聽過關於動植物的神話和故事，假如我們不敏捷採納行動維護它們，它們要麼現已滅絕，要麼行將滅絕，」Bick博士彌補說，她期望這項研究能夠支撐她們在該群島更好的維護 P. hyalina 太陽避難休息地。
