How poachers thwart predators: analysis of the poachers (Agonidae) postcranial body armor.
Ecology and Biodiversity of Animals and Ecosystems, Organismic Interactions
Final Report Abstract
In meinem Projekt beschäftigte ich mich mit dem Körperpanzer der Panzergroppen. Die Panzergroppen (Agonidae) sind eine Familie von Fischen, die 47 Arten umfasst, von denen jede über ein auffälliges Panzerkleid aus knöchernen Elementen verfügt. Panzergoppen kommen nahezu ausschließlich im nördlichen Pazifik vor und folgen einem benthischen Lebensstil, verbringen ihr Leben also am auf dem Grunde des Pazifik auf dem kontinentalen Schelf. Sie weisen diverse Anpassungen an das Leben auf dem Grund auf, von denen die auffälligsten das Fehlen einer Schwimmblase und die für Fische recht untypische Fortbewegung mittels Brustflossen ist. Nur in Fluchtreaktionen nutzen sie die Schwanzflosse, um einen kurzen, schnellen Vortrieb inklusive eines Richtungswechsels zu bewerkstelligen. Der massive Körperpanzer in Verbindung mit der recht eigenartigen Fortbewegungsart haben mich zu diesem Projekt angeregt. Unter Verwendung unterschiedlicher Methoden aus dem Bereich der Materialforschung, sowie klassischer und moderner bildgebender Verfahren wollte ich klären, welchen Schutz der Körperpanzer tatsächlich bereitstellt und, ob die augenscheinliche Unbeweglichkeit aus einem Kompromiss zugunsten der Panzerung resultiert. Neben bildgebenden Verfahren wie Rasterelektronenmikroskopie, Histologie und Micro-CT Scanning zur Identifizierung funktioneller Eigenschaften der Panzerelemente habe ich verschiedene Materialtester genutzt, die es mir ermöglichten Materialeigenschaften der Panzerelemente, sowie die Biegesteifigkeit des Körpers und deren jeweiligen Anteil der verschiedenen Gewebe (Panzer, Muskel, Skelett) zu bestimmen. Es stellte sich heraus, dass die durchschnittliche Panzergroppe fünfmal so viel Material in ihren Panzer investiert, wie in ihr Skelett, und, dass der Panzer und das Skelett gleich hart sind. Zusammen mit einer Schadensanalyse an Panzerelementen von im Feld gesammelten Individuen belegten diese Erkenntnisse, dass es sich bei dem Körperpanzer der Panzergroppen um eine funktionelle Verteidigungsstruktur handelt. Messungen die Biegesteifigkeit und Analysen von Fluchtreaktionen zeigen eine gewisse Variabilität innerhalb der Panzergroppen. Dennoch erwiesen sich die untersuchten Arten als deutlich beweglicher, als es die fischuntypische Fortbewegung und der massive Panzer vermuten lassen. Die durchgeführte Suche nach einem Räuber, der zu einer solch beeindruckenden Panzerung geführt hat blieb relativ fruchtlos. Zwar konnten Berichte gesammelt werden über Panzergroppen, die in den Mägen verschiedener Fische gefunden wurden, diese beschrieben allerdings ausnahmslos Individuen, die groß genug waren die jeweilige Panzergroppe im Ganzen zu schlucken. In diesem Fall ist der Körperpanzer keine wirksame Verteidigung. In einem ersten Experiment wurde daher eine Krabbenart ins Visier genommen, da Körperpanzerung als wirksame Verteidigung gegen einen Räuber erscheint, der seine Beute vermittels Greifzangen handhabt. Tatsächlich zeigten sich starke Ähnlichkeiten im Schadensbild der Panzerelemente einer von einer Krabbe verarbeiteten Panzergroppe zu analysierten Schäden an im Feld gesammelten Panzergroppen. Während meiner Zeit in den Friday Harbor Laboratories konnte ich mich mit vielen, für mich, neuen Techniken vertraut machen. Unter anderem habe ich ausgiebig mit CT Scanning und der Analyse von CT Daten, sowie mit verschiedenen 3D Druck verfahren beschäftigt. Darüber hinaus habe ich zudem Erfahrungen im CNC Fräsen, sowie in der Verwendung von Mikrokontrollern gesammelt.
Publications
- Fishing out a feeding paradox. Nat. News Views. 571, 181–182 (2019)
S. Kruppert, A. P. Summers
(See online at https://doi.org/10.1038/d41586-019-02008-6) - Ontogeny and potential function of poacher armor (Actinopterygii; Agonidae). J. Morphol., 1–11 (2020)
S. Kruppert, A. P. Summers, F. Chu, M. C. Stewart, L. Schmitz
(See online at https://doi.org/10.1002/jmor.21223)
