Analyse af vandloppers flugtreaktion via vands mekaniske forstyrrelser
Vi undersøger, hvordan blinde vandlopper bruger mekaniske forstyrrelser i vandet til at opdage, at de bliver angrebet af en lille fisk, og hvordan de undgår at blive ædt. Øvelsen kombinerer biologi og matematik.
Hvad går øvelsen ud på?
Vandlopper er små planktoniske krebsdyr. De er de vigtigste konsumenter af algeproduktionen i havet, og den vigtigste føde for fiskelarver og planktonædende fisk (f.eks. sild og makrel). På den måde spiller de en helt central rolle i havets fødenet.
Vandlopper har en formidabel evne til at registrere, at de bliver angrebet af en fiskelarve, og de er i stand til at flygte med kollosal hastighed. Den kraft, de yder, når de flygter, er 10 gange større, end hvad der er målt hos noget andet dyr (når der korrigeres for størrelse).
Vandloppen sanser sin omverden ud fra de forstyrrelser i det omgivende vand, som både deres førdeorganismer og deres rovdyr skaber. Det gør de ved hjælp af fine sansehår, der sidder på antennerne.
Men hvad er det, de registrerer? Og hvorfor er vandlopper en evolutionær succes (vurderet ud fra deres udbredelse og dominans i havet). Det vil øvelsen klarlægge på grundlag af hypoteser.
Hvordan foregår øvelsen?
Øvelsen foregår ved at vi med højhastighedskamera filmer vandloppers flugt-reaktion på en veldefineret væskeforstyrrelse.
Vi vil karakterisere forstyrrelsen og dens fordeling i tre dimensioner. Vi vil bestemme, i hvilken afstand fra forstyrrelsen vandloppen kan registrere forstyrrelsen, og beregne signalstyrken, der udløser en reaktion.
Øvelseb foregår over to dage. På dag 1 vil vi fortælle om øvelsen, etablere forsøgsopstillingen og planlægge forsøget. På dag 2 vil vi gennemføre forsøget og indsamle data.
Hvilke faciliteter kommer du til at bruge?
På 1. dag, inden øvelsen, vil du vil blive introduceret til DTU Aquas planktonlaboratorier, hvor vi dyrker forskellige plankotnorganismer og laver forsøg med dem.
Tilmeldingen til SRP-øvelser åbner
Forsøget illustrerer en fundamental proces i (marine) fødekæder: rovdyr-byttedyr interaktioner.
Vi vil forsøge at trække de større linjer fra dette meget specifikkke eksperiment til en bredere forståelse af marine fødekæder
1. dag, ca. kl 9.00 - 12.00: Kort præsentation af øvelsen, opsætning af forsøgsopstilling og tilrettelæggelse af forsøget.
2. dag kl 9-14: Forsøget gennemføres. Eleverne opsamler data, som bringes med hjem med henblik på beregninger.
En uge efter øvelse præsenterer eleverne deres resultater, som diskuteres (online eller fysisk - aftales under øvelsen)
Målinger af væskeflow, og målinger af flugtpositioner.
Ud fra data skal du beregne den signalstyrke, der skal til for at udløse vandloppens flugt.
Det involverer simpel matematik (Pythagoras i tre dimensioner og simpel differentialregning). Du får en grundig instruktion, og du får en øvelsesvejliedning.
Du vil få udleveret uddrag af forskellige videnskabelige artikler.
Du får også udleveret en øvelsesvejledning.
Relevante gymnasiefag
- Biologi: organismebiologi, sansefysiologi, marin økologi
- Matematik: Pythagoras i tre dimensioner, differentialregning
- Fysik: væskestrømninger
Faglige nøgleord
- Zoolankton
- Rovdyr-bytteinteraktioner
- Formulering af hypotese med efterfølgende eksperimentel afprøvning