В отличие от хищных скатов, которые атакуют и раздавливают добычу ртом, скаты-фильтраторы поедают частицы планктона, личинок и икры рыб, которые они просеивают из морской воды. У большинства из них отсутствуют зазубрины, которыми славятся другие скаты, а фильтраторы обычно считаются безвредными, хотя одну группу провокационно называют дьявольскими скатами — у них на головах есть роговые плавники, — а другая группа включает манту чудовищных размеров, диаметром до 23 футов (7 метров) и весом 2 ½ тонны.Теперь ученые из Вашингтонского университета Friday Harbour Laboratories обнаружили достаточно различий в фильтрах, чтобы идентифицировать гигантского манту и восемь дьявольских скатов, используя ту часть их рта, которая была высушена и сейчас продается.«Эти фильтры не использовались в прошлом или в традиционной медицине, и нет никаких научных доказательств того, что они помогут вашей печени отфильтровывать токсины.
Тем не менее, на рынках, особенно в Индонезии, есть тысячи таких лучевых фильтров», — сказала Мисти Пэйг-Тран, которая подробно изучала фильтры, когда получала докторскую степень по биологии в Университете штата Вашингтон.Люди смотрели на эту группу животных для защиты в соответствии с Конвенцией о международной торговле видами, находящимися под угрозой исчезновения, но не было возможности узнать, какая из групп нуждается в защите, потому что фильтры отключены, а остальное животное выбрано, она сказала.
Пэйг-Тран — ведущий автор статьи на обложке журнала «Морфология» за сентябрь 2013 г., посвященной отличительным фильтрам этих лучей.«Вы можете принести эту бумагу на рынок и сказать, из каких видов были получены фильтры, и это даст вам представление о количестве каждого вида, на который ведется охота», — сказала она.Базовый лучевой фильтр состоит из пластин ткани, которые разделяют жаберные дуги с органами дыхания, забирающими кислород из воды, чтобы лучи могли «дышать».
Есть 10 жаберных дуг, по пять с каждой стороны рта. По оценке Пэйг-Тран, дьявольские лучи, например, могут обрабатывать поток 4 галлона в секунду или 240 галлонов в минуту для дыхания и кормления, в зависимости от размера их рта.Пэйг-Тран определила, что форма жаберных дуг отличает их как фильтрующие лучи, а фильтрующая ткань с рядами чего-то похожего на листочки папоротника позволяет отличить один луч от другого. У трех видов скатов есть фильтры со слоями волос, такими как реснички, для захвата пищи, у остальных — нет.
На микроскопическом уровне многие фильтры имеют зубчики, которые представляют собой зубчатые точки, которые могут отклонять твердые частицы.Пэйг-Тран опирался на образцы, взятые из музеев, чтобы описать эти и другие различия. Она также побывала на полуострове Юкатан в Мексике, чтобы поплавать со скатами и фильтрующими китовыми акулами, чтобы попытаться заснять их рты во время кормления.«Китовые акулы невероятно послушны и не обращают внимания на то, что вы перед ними, снимаете им в рот.
Пока вы быстро плаваете, все в порядке», — сказала она, описывая плавание на спине с камерой в руке. , перед существами размером с школьный автобус.«Манты сложнее. У мантов одно из самых высоких соотношений мозга к телу среди всех рыб. Они очень умны, не любят, когда их беспокоят, и очень маневренны».
А дьявольские лучи?«Слишком быстро», — сказала она.
Эти виды скатов обычно обитают в тропических и субтропических океанских водах. Их замечают там, где поднимается вода, богатая планктоном, и они могут питаться, но о том, что они едят, известно немногое. Это новое исследование с подробным описанием фильтров может дать больше подсказок.
И Пейг-Тран прикрепил спутниковые метки к нескольким лучам, чтобы отслеживать их движения."Зная их конкретную добычу и следят ли они за цветением определенного планктона, мы могли бы удаленно обнаружить места, где мы могли бы найти эти лучи.
Тогда мы могли бы больше узнать об их основной биологии, о том, куда они направляются, где они спариваются, где они производят своих детенышей », — сказал Пэйг-Тран.По словам Пэйг-Тран, одна удивительная особенность всех лучей заключается в том, что все они способны фильтровать поперечный поток. Она и ее соавторы написали, что фильтрация поперечного потока лучами больше похожа на фильтрацию, используемую людьми в ряде производственных процессов, чем фильтрация поперечного потока, показанная некоторыми другими рыбами. Фильтрация с поперечным потоком замедляет слеживание мелких частиц на фильтре и используется при производстве таких вещей, как вино, фруктовые соки и некоторые фармацевтические препараты.
Таким образом, помимо последствий для сохранения окружающей среды, новые результаты могут стать одним из шагов к разработке более совершенных промышленных фильтров, сказал Адам Саммерс, профессор биологии Университета штата Вашингтон, соавтор статьи и руководитель лаборатории, которая ищет возможности копировать или имитировать природу. область, называемая биомимикрией. Другой соавтор — Томас Кляйнтайх, научный сотрудник лаборатории.
В то время как искусственные фильтры поперечного потока в конечном итоге забиваются, фильтры лучей — нет. Если бы они это сделали, они бы давно вымерли.
«В производственной сфере нет фильтра, подобного тем, которые используют эти лучи», — сказал Саммерс. Его лаборатория сейчас строит модели, чтобы лучше показать, как это происходит.