Înotul lent, efectele rapide ale comportamentului hrănirii asupra scalării metabolismului anaerob în

Relațiile de redimensionare a puterii de a înota la viteze de L 1 și L 0,5 și activitatea enzimei, comparativ cu lungimea corpului pentru Dosidicus gigas peste 17,76 g

Compoziția țesuturilor trebuie luată în considerare atunci când se evaluează aceste activități enzimatice. La pești, majoritatea anchetatorilor compară activitățile LDH măsurate în mușchiul alb izolat [a se vedea Somero și Childress pentru metode (Somero și Childress, 1980)]. Prin contrast, am prelevat un nucleu prin toată grosimea mușchiului mantei calmarului. Unele specii de calmar s-au dovedit a avea straturi subțiri de țesut muscular bogat în mitocondrii, analog mușchiului roșu vertebrat, spre suprafețele interioare și exterioare ale mantalei (Mommsen și colab., 1981). Astfel, țesutul de la nivelul mantei la calmar poate avea o activitate mai mare a enzimelor glicolitice decât țesuturile de la manta interioară și exterioară (Mommsen și colab., 1981). Valorile pentru ODH pot fi diluate eficient prin includerea echivalenților mușchiului roșu, determinând o reducere a activității ODH totale față de probele de țesut muscular alb. Cu toate acestea, nucleul glicolitic al mușchiului mantei domină volumul mușchiului la toate dimensiunile adulților, la

Indiferent, măsurătorile noastre asupra întregului miez al mantei oferă o măsură a capacității glicolitice totale a mușchiului locomotor primar. Capacitatea anaerobă totală redusă la dimensiuni mai mari este posibilă prin utilizarea tentaculelor pentru hrănire și dependența de prada relativ mică la dimensiuni mari, ceea ce reduce nevoia de performanță locomotorie de spargere.

Calmarii epipelagici ocupă aceeași nișă ca mulți dintre peștii prădători de top. Având în vedere asemănările, am emis ipoteza că calmarul ar trebui să aibă cerințe similare de putere și suport metabolic pentru a satisface cerințele înotului la viteze independente de mărime (8-10 lungimi ale corpului s −1). Cu toate acestea, am constatat că D. gigas și D. pealeii au capacitate anaerobă mai mică, deși acest lucru este parțial un rezultat al diluării cu echivalenți ai mușchilor roșii (vezi mai sus) și prezintă coeficienți de scalare negativi (Fig. 1, Tabelul 1). Dacă calmarul se bazează pe viteze de înot independente de mărime pentru a captura prada, așa cum o fac peștii, capacitatea lor anaerobă ar trebui să crească în mod similar cu dimensiunea. Folosind Eqn 1, Somero și Childress au descoperit că cerințele de putere pentru ca peștii să călătorească la viteze independente de mărime (L 1) sunt proporționale cu L 4 pentru fluxul laminar și L 4.6 pentru fluxul turbulent. Ei au descoperit că capacitatea glicolitică a întregului corp, așa cum este indicată de activitatea LDH, scalată cu lungimea corpului la o valoare de 4, potrivind îndeaproape creșterea puterii necesare pentru viteza independentă de mărime. ODH-ul întregului corp pentru D. gigas> 17,76 g are o scală la L 2,8 (Tabelul 2). Acest lucru indică faptul că calmarul nu are capacitatea de a menține viteze de înot rafale independente de mărime, ci în schimb că vitezele independente de dimensiune scad cu dimensiunea, proporțional cu

L 0,5. Prin urmare, trebuie să respingem ipoteza inițială și să postulăm explicații posibile pentru cerințele de viteză reduse la calmarii mari (vezi mai jos).

Dosidicus gigas efectuează migrații verticale diel, dar nu ontogenetice (Gilly și colab., 2006). Etapele vieții, de la mase de ouă până la adulți mari, au fost găsite în apele puțin adânci (-1 (Kier și Leeuwen, 1997). În timpul etapei finale a capturării prăzii, D. pealeii își extinde tentaculele spre pradă la

10 lungimi ale corpului s −1 cu accelerații remarcabile de 250 m s −2,

100 lungimi ale corpului s −2. Observațiile noastre sugerează că greva lui D. gigas este similară cu cea a lui D. pealeii. Observațiile video arată abordări lente de înot cu extensie rapidă a tentaculelor pentru a captura prada. Loviturile din tentacule permit, de asemenea, loviturile prăzii cu declanșare diminuată a sistemului Mauthner prin mascarea tentaculului care se apropie în secțiunea transversală a corpului din spatele acestuia. Acest lucru permite lovituri rapide de tentacule fără a crește distanța de reacție a prăzii.

Utilizarea tentaculelor pentru capturarea prăzii permite, de asemenea, calmarului să depășească provocările impulsului unghiular. Strategia matador permite obiectelor de pradă să scape de prădători rămânând în raza celui mai mic viraj pe care impulsul prădătorului îl va permite. Deoarece tentaculele au o masă mai mică decât întregul calmar, ele sunt mai manevrabile și sunt capabile să se întoarcă pe o rază mai mică decât întregul corp care călătorește la o viteză similară. S-a documentat că Doryteuthis pealeii curbează tentaculele înapoi și apucă prada când greva inițială nu intră în contact cu prada. Am observat acest lucru în D. gigas (Fig. 3) (O'Dor, 2002). Doryteuthis pealeii sunt, de asemenea, capabili să curbeze calea tentaculelor lor în timpul loviturii inițiale (Kier și Leeuwen, 1997). Aceste două trăsături permit tentaculelor să fie manevrate pentru a urma încercările de evadare ale prăzii și, probabil, crește ratele de succes ale grevelor.

300 m în bazinul Monterey, Monterey, CA, SUA, folosind un vehicul acționat de la distanță (DSRV Tiburon, Institutul de cercetare pentru acvariul din Monterey Bay). Rețineți, aripioarele sunt extinse în timpul acestei secvențe, un comportament care indică viteze de înot relativ scăzute (O'Dor, 2002). În cel de-al treilea cadru puteți vedea clubul înfășurat pentru a încerca să apuce peștii pradă în timp ce scapă (a se vedea materialul suplimentar Filmul 1 pentru secvența completă).

Secvența tipică de lovitură a lui D. gigas. Filmările au fost realizate de un individ estimat la 5 kg, luate la

Selecția pradă

Selecția prăzii este independentă de mărime în D. gigas. Spre deosebire de peștii pelagici care se hrănesc cu pradă din ce în ce mai mare pe măsură ce cresc, D. gigas se hrănește în principal cu pești micofizi variind de la 2 la 7 cm lungime corp indiferent de mărimea lor (Markaida și Sosa-Nishizaki, 2003). Dosidicus gigas ia obiecte care nu sunt pești, cum ar fi crustacee, cefalopode și alte zooplancton, dar acestea tind să fie și mici (Markaida și Sosa-Nishizaki, 2003). Deoarece selectează aceeași pradă de dimensiuni mici de-a lungul ontogeniei, viteza de spargere și puterea pe care D. gigas le necesită pentru a se potrivi vitezei prăzii scade exponențial cu dimensiunea. Această scădere a vitezei și a cererii de energie permite o dependență scăzută de sursele de energie anaerobă în timpul evenimentelor de captură a prăzii. Ipotezăm că acest lucru contribuie la reducerea nivelului glicolitic negativ observat la indivizi mai mari de 17,76 g (Fig. 1A).

Disparitatea descrescătoare între mărimea prădătorului și a prăzii poate determina o schimbare în selecția prăzii care ar putea explica schimbarea ontogenetică a scalării ODH la 17,76 g (Fig. 1A). De exemplu, D. pealeii mici prezintă o preferință pentru crustacee, dar pe măsură ce cresc în mărime, există o tranziție către piscivoriu, cu prada care este în general mai mare decât crustaceele pradați în etapele anterioare ale vieții (Hunsicker și Essington, 2006). Scalarea negativă la dimensiuni mai mari în D. gigas poate fi atribuită parțial dimensiunii prăzii. Cu toate acestea, este cunoscut faptul că mărimea prăzii crește odată cu masa corporală a calmarului în D. pealeii, sugerând că sunt în joc și alți factori (Moltschaniwskyj, 1994).