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[달팽이 사이보그] 과학자들은 달팽이를 사이보그로 바꿨다. 그들은 그것이 포식자들을 어떻게 피했는지 이해하기 위해 작은 컴퓨터를 달팽이에 붙인다. 세계에서 가장 작은 컴퓨터를 들고 있는 달팽이는 대량 멸종 생존자 미스터리를 해결하는 데 도움이 된다. 연구는 타히티 문화와 생태학 및 진화를 연구하는 생물학자들에게 중요한 토착 달팽이의 생존에 대한 새로운 통찰력을 제공한다.

https://www.sciencedaily.com/releases/2021/06/210615132231.htm

JM Kim | 기사입력 2021/06/17 [00:00]

[달팽이 사이보그] 과학자들은 달팽이를 사이보그로 바꿨다. 그들은 그것이 포식자들을 어떻게 피했는지 이해하기 위해 작은 컴퓨터를 달팽이에 붙인다. 세계에서 가장 작은 컴퓨터를 들고 있는 달팽이는 대량 멸종 생존자 미스터리를 해결하는 데 도움이 된다. 연구는 타히티 문화와 생태학 및 진화를 연구하는 생물학자들에게 중요한 토착 달팽이의 생존에 대한 새로운 통찰력을 제공한다.

https://www.sciencedaily.com/releases/2021/06/210615132231.htm

JM Kim | 입력 : 2021/06/17 [00:00]

남태평양 소사이어티 섬의 나무 달팽이 50종 이상이 1970년대에 외계 포식성 달팽이의 도입으로 사라졌지만 흰 껍질을 가진 파르툴라히알리나(Partula hyaline)는 살아 남았다.  

이제 미시간 대학 생물학자와 세계에서 가장 작은 컴퓨터를 사용하는 엔지니어 간의 협력 덕분에 과학자들은 P. hyalina가 포식자보다 더 많은 햇빛을 견딜 수 있으므로 햇볕이 잘 드는 숲 가장자리 서식지에서 지속될 수 있었다.

 

Kensall D. Wise 대학생 전기 공학 및 컴퓨터 과학 교수인 David Blaauw "아무도 얻을 수 없었던 데이터를 얻을 수 있었다. "우린 달팽이에 붙을 수 있을 만큼 작은 컴퓨팅 시스템이 있었기 때문이다."고 말했다.

 

세계에서 가장 작은 완전한 컴퓨터로 간주되는 Michigan Micro Mote (M3) 2014 Blaauw가 공동 주도한 팀에 의해 발표되었다. 이것은 최초의 현장 적용이었다.

 

"감지 컴퓨터는 섬의 고유종을 보호하는 방법을 이해하는 데 도움이된다." Ph.D를 받은 Cindy Bick은 말했다. "적절한 보전 조치를 통해 이러한 서식지를 지도화하고 보호할 수 있다면 종의 생존을 보장하는 방법을 알아낼 수 있다."

 

P. hyalina는 독특한 색상으로 인해 폴리네시아 인들에게 문화적으로 중요하기 때문에 쉘 레이스 및 보석류에 사용하기에 매력적이다. 나무 달팽이는 또한 토착 방목지의 지배적인 그룹으로서 섬 숲 생태계에서 중요한 역할을 한다.

 

 

소사이어티 아일랜드 달팽이는 어떻게 파괴되었는가

거대한 아프리카 육지 달팽이는 타히티를 포함한 소사이어티 아일랜드에 도입되어 식량 원으로 재배되었지만 주요 해충이 되었다. 개체 수를 조절하기 위해 농업 과학자들은 1974년에 장미 빛 늑대 달팽이를 도입했다. 하지만 불행히도 61종의 알려진 토종 사회 제도 나무 달팽이의 대부분은 장미 빛 늑대의 쉬운 먹이였다. P. hyalina는 야생에서 단 5명의 생존자 중 한 명이다. 섬에 묶인 다양성 때문에 "달팽이 세계의 다윈 핀치"라고 불리는 이처럼 많은 파툴라 종의 손실은 진화를 연구하는 생물학자들에게 타격을 준다. 

"고유적인 나무 달팽이는 고의적으로 도입되기 전에 외계인 장밋빛 늑대 달팽이와 같은 포식자를 본 적이 없다. 나무를 오를 수 있으며 대부분의 계곡 개체를 매우 빠르게 지역 멸종으로 몰아냈다."고 생태학과 진화생물학 교수이자 U-M 동물학 박물관 큐레이터인 Diarmaid Ó Foighil은 말했다.

 

2015년에 Ó Foighil Bick P. hyalina의 독특한 흰색 껍질이 더 어두운 껍질을 가진 포식자에게 치명적일 수 있는 빛 방사 수준을 흡수하는 대신 반사함으로써 숲 가장자리 서식지에서 중요한 이점을 제공할 수 있다는 가설을 세웠다. 그들의 아이디어를 테스트하기 위해 그들은 일상에서 경험하는 빛 노출 수준 P. hyalina와 장미 빛 늑대 달팽이를 추적할 수 있어야 했다.

 

타히티의 현장 작업에 따르면 P. hyalina 10배 더 많은 빛을 받을 수 있다.

 

Bick Ó Foighil은 달팽이에 광 센서를 부착하기를 원했지만 시판되는 칩을 사용하여 만든 시스템은 너무 컸을 것이다. Bick 2x5x2mm에 불과한 스마트 센서 시스템에 대한 뉴스를 발견했으며 개발자는 자신의 기관에 있었다. 그러나 빛을 감지하도록 변경할 수 있을까?

 

박사학위를 받은 피츠버그 대학의 전기 및 컴퓨터 공학 조교수인 이인희는 "생물학자들이 생각하는 것과 필요한 것이 무엇인지 이해하는 것이 중요했다"고 말했다. U-M 전기 및 컴퓨터 공학에서 2014. Lee는 연구에 M3를 적용했다.

 

첫 번째 단계는 달팽이 서식지의 광도를 측정하는 방법을 알아내는 것이었다. 당시 팀은 M3 시스템에 에너지 수확기를 추가하여 작은 태양 전지를 사용하여 배터리를 충전했다. Lee는 배터리가 충전되는 속도를 측정하여 지속적으로 조도를 측정할 수 있다는 것을 깨달았다.

 

미시간 지역 달팽이가 테스트한 후, 50개의 M3 2017년에 타히티에 도착했다. Bick Lee는 프랑스령 폴리네시아 달팽이의 유명한 보존 분야 생물 학자이자 전문가인 Trevor Coote와 협력했다.

 

팀은 센서를 장미 빛 늑대 달팽이에 직접 붙였지만 P. hyalina는 보호되는 종이며 간접적인 접근이 필요했다. 그들은 야행성이며 일반적으로 잎 아래에 붙어있는 동안 낮 동안 자고 있다. 팀은 자석을 사용하여 휴식중인 P. hyalina가 있는 잎의 상단과 하단 모두에 M3를 배치했다. 하루가 끝날 무렵 Lee는 각 M3에서 데이터를 무선으로 다운로드했다.

 

정오 동안 P. hyalina 서식지는 장밋빛 늑대 달팽이보다 평균 10배 더 많은 햇빛을 받았다. 연구진은 장밋빛 늑대가 태양이 너무 뜨거워지기 전에 그늘로 탈출할 수 없기 때문에 어둠 속에서도 P. hyalina를 잡을 수 있을 만큼 숲 가장자리로 충분히 멀리 들어가지 않는다고 생각한다.

 

"M3는 무척추 동물 행동 생태학으로 우리가 할 수 있는 일의 창을 열었고 우리는 그 가능성의 산기슭에 있다." Foighil이 말했다.

 

이 프로젝트는 이미 공학과 생태학 및 진화 생물학 추적 군주 나비 간의 후속 협력을 촉진했다.

 

이 프로젝트는 학제 간 팀 간의 혁신적인 연구를 촉진하고 지원하기 위해 만들어진 U-M MCubed 프로그램에 의해 지원되었다. 추가 자금은 생태 및 진화 생물학 부서와 국립 과학 재단 및 Arm Ltd.에서 Blaauw 연구소에 자금을 제공했다.

 

 
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