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Pourquoi certaines espèces de scorpions sont-elles fluorescentes sous la lumière UV ?


Il est connu que certaines espèces de scorpions telles que Pandinus imperator, Heterometrus Petersii etc. brillent sous la lumière UV. Cela les rend plus faciles à capturer et à collecter par les humains.

Y a-t-il un avantage évolutif pour cette propriété ? Habituellement, dans les articles, vous tombez sur la phrase "Ce n'est pas connu" à ce sujet (exemple). Peut-être que quelqu'un connaît des découvertes récentes.


D'après ce que je peux voir à partir de différents articles, cela semble être une étude en cours. Le Dr Kloock de l'Université d'État de Californie déclare que les scorpions pourraient être plus actifs lorsqu'ils ne sont pas exposés aux rayons UV. S'ils ne sont pas fluorescents, ils savent qu'ils sont cachés et ont moins de chances d'être la proie. Il soutient que les scorpions sont moins actifs les nuits de pleine lune que les autres jours. (référence) Le Dr Kloock a également déclaré que le pigment pouvait s'user lors d'une exposition répétée à la lumière UV. Il a fait une observation selon laquelle les scorpions dont les pigments s'étaient épuisés étaient plus actifs que ceux qui étaient encore fluorescents lorsqu'ils étaient exposés à une lumière UV imitant la lune et les étoiles. (référence) Le Dr Gaffin de l'Université de l'Oklahoma, dans ses études, a rapporté que les scorpions pourraient convertir la lumière UV pour la transformer en bleu-vert, ce qu'ils voient le mieux transformer efficacement leur corps en un grand œil. Ses études sont cohérentes avec celles du Dr Kloock en ce sens que les scorpions essaient de se cacher et d'éviter la lumière UV (référence). Certains scientifiques ont également émis l'hypothèse que les scorpions pourraient briller pour avertir les prédateurs ou que les pigments qui le font briller sont les sous-produits accidentels de certaines réactions chimiques dans son corps (référence). Il n'y a cependant aucune preuve définitive à ce sujet.


Fluorescence du scorpion et réaction à la lumière

Les scorpions sont des arachnides nocturnes en grande partie solitaires qui brillent d'un vert cyan brillant sous la lumière UV. La fonction de cette fluorescence est un mystère. Des études antérieures sur quatre espèces de trois familles ont montré que les yeux latéraux et médians des scorpions sont au maximum sensibles à la lumière verte (environ 500 nm) et secondairement aux UV (350-400 nm). Les scorpions sont phototactiques négativement, et nous avons utilisé ce comportement pour analyser les réponses des scorpions des prairies du désert, Paruroctonus utahensis, à 395 nm de lumière UV, 505 nm de lumière cyan-verte, 565 nm de lumière verte et aucune lumière dans de petites arènes circulaires. Sur la base des données de sensibilité oculaire, nous avons prédit une réponse maximale à 505 nm, suivie de réponses inférieures à 395 et 565 nm. Dans nos expériences, cependant, les scorpions ont répondu le plus intensément (épisodes brusques d'activité locomotrice) à 395 nm et 505 nm. Ensuite, nous avons effectué des essais sous 395 et 505 nm sur des scorpions avec les yeux bloqués. Les scorpions aux yeux bouchés étaient beaucoup moins susceptibles de se déplacer en dessous de 505 nm qu'en dessous de 395 nm et étaient beaucoup moins susceptibles de se déplacer en dessous de 505 nm que les animaux témoins (ceux sans yeux bouchés). Ces résultats suggèrent un rôle actif de la fluorescence dans la détection de la lumière des scorpions. D'autres études indiquent que les éléments photosensibles dans les queues de scorpion sont sensibles à la lumière verte. Nous proposons donc que la cuticule puisse fonctionner comme un collecteur de photons du corps entier, transduisant la lumière UV en cyan-vert avant de relayer cette information au système nerveux central. Les scorpions peuvent utiliser ces informations pour détecter un abri, car le blocage de n'importe quelle partie de la cuticule pourrait diminuer le signal.

Points forts

► Les scorpions sont phototactiques négativement et brillent d'un vert cyan sous la lumière UV. ► Nous avons testé les réponses aux UV et à la lumière verte lorsque les yeux des scorpions étaient bloqués et débloqués. ► Les réponses des scorpions aux UV étaient plus intenses que celles prédites par la sensibilité rétinienne. ► Les scorpions aux yeux obstrués modifiaient davantage leur comportement sous lumière verte que sous lumière UV. ► Nous proposons que la fluorescence du scorpion influence la perception de la lumière par les scorpions.


Scorpion.

Les scorpions sont coriaces. Certaines espèces sont capables de modifier leur taux métabolique, leur permettant de vivre avec un seul repas par an et même de survivre en étant conservées au congélateur pendant la nuit.

Faits rapides [modifier | modifier la source]

Les scorpions appartiennent à la classe des arachnides et sont étroitement liés aux araignées, aux acariens et aux tiques. Ils sont généralement considérés comme des habitants du désert, mais ils vivent également dans les forêts brésiliennes, en Colombie-Britannique, en Caroline du Nord et même dans l'Himalaya. Ces arthropodes robustes et adaptables existent depuis des centaines de millions d'années, et ils ne sont rien sinon des survivants.

Il existe près de 2 000 espèces de scorpions, mais seulement 30 ou 40 ont un poison suffisamment puissant pour tuer une personne. Cependant, les nombreux types de venin sont adaptés au mode de vie de leurs utilisateurs et sont hautement sélectionnés pour leur efficacité contre les proies choisies par cette espèce.

Les scorpions mangent généralement des insectes, mais leur régime alimentaire peut être extrêmement variable, une autre clé de leur survie dans de nombreux endroits difficiles. Lorsque la nourriture est rare, le scorpion a une incroyable capacité à ralentir son métabolisme jusqu'à un tiers du taux typique des arthropodes. Cette technique permet à certaines espèces d'utiliser peu d'oxygène et de vivre avec un seul insecte par an. Pourtant, même avec un métabolisme réduit, le scorpion a la capacité de se lancer rapidement à la chasse lorsque l'occasion se présente, un cadeau qui manque à de nombreuses espèces en hibernation.

De telles compétences de survie permettent aux scorpions de vivre dans certains des environnements les plus difficiles de la planète. Les chercheurs ont même congelé des scorpions pendant la nuit, pour les mettre au soleil le lendemain et les regarder décongeler et s'éloigner. Mais il y a une chose sans laquelle les scorpions ont du mal à vivre : le sol. Ce sont des animaux fouisseurs, donc dans les zones de pergélisol ou d'herbes denses, où le sol meuble n'est pas disponible, les scorpions peuvent ne pas être en mesure de survivre.


Les scorpions existent depuis longtemps - plus de 420 millions d'années - et sont peut-être les animaux les plus redoutés de Mère Nature. Les scorpions sont des arthropodes de la classe des arachnides. Ce sont des parents éloignés des araignées, des acariens et des tiques. Mais ce qui distingue les scorpions, c'est qu'ils peuvent injecter un puissant venin à travers leur queue menaçante. Les scorpions se nourrissent nocturnes et survivent grâce à un régime d'insectes, d'araignées, de mille-pattes et d'autres scorpions en utilisant leurs griffes avant (pédipalpes) et leur dard. Il possède également des poils sensoriels qui sont utilisés pour détecter les vibrations d'une éventuelle collation. En attaque, ces scorpions saisiront leur proie avec leurs griffes, et ne piqueront que si la victime montre des signes de résistance.

Chez une victime humaine, le venin d'un scorpion peut provoquer des symptômes tels qu'un gonflement au site de la piqûre. Cependant, certaines personnes ressentent des engourdissements et des convulsions. Dans les cas extrêmes, certaines personnes peuvent éprouver des difficultés à respirer. Les personnes allergiques sont les plus susceptibles de mourir du venin d'un scorpion dangereux. Leurs chances de survie s'améliorent s'ils reçoivent une injection d'anti-venin à temps pour contrer les effets de la piqûre.

À l'heure actuelle, il existe 1 200 espèces de scorpions connues dans le monde - et tous ces scorpions sont dangereux dans une certaine mesure. Parmi les types de scorpions, les plus petites espèces sont souvent plus venimeuses - les plus gros scorpions compensent en apparaissant plus redoutables aux prédateurs potentiels.

L'une des variétés les plus tristement célèbres de scorpions dangereux errant dans le sud-ouest des États-Unis serait le scorpion à écorce d'Arizona (Centuroides sculpturatus). Des décès ont été attribués au venin de ces créatures dangereuses, mais les chiffres sont incertains.

Le scorpion à queue grasse (Androctonus australis) est également l'un des membres les plus notoires de la classe des scorpions mortels. On pense que ce scorpion traître est responsable de nombreux décès en Afrique du Nord et au Moyen-Orient où il est très commun. Il est également connu pour être assez agressif et son poison peut être particulièrement mortel pour les personnes âgées et les enfants, en raison de leurs systèmes de défense faibles et de leur petit corps, respectivement. C'est un scorpion dangereux que les gens devraient vraiment essayer d'éviter.

Un autre membre dangereux de la famille des scorpions est le bien nommé Death Stalker (Leiurus quinquestriatus). Il est originaire des hémisphères nord et sud de l'Afrique et se trouve couramment dans ses déserts. Son venin s'est avéré puissant.


Choses qui brillent en rose dans la nuit : Pourquoi certains animaux ont-ils une coloration fluorescente sous la lumière ultraviolette ?

En février dernier, vous avez peut-être vu des articles apparaître en ligne sur un nouveau rapport surprenant dans Le Journal de Mammologie: les chercheurs ont découvert que lorsqu'elles sont placées sous une lumière ultraviolette, plusieurs espèces d'écureuils volants brillent d'un rose vif ! Les cellules pigmentaires fluorescentes qui brillent de couleurs vives et étranges sous la lumière ultraviolette sont en fait assez courantes chez les oiseaux, qui peuvent voir dans le spectre visuel ultraviolet tout le temps [1]. Cependant, il s'agit du premier cas enregistré de mammifères placentaires présentant également une coloration fluorescente [2] ! Après avoir lu sur ces écureuils roses volants, j'ai voulu en savoir plus sur ce phénomène naturel. J'ai donc plongé dans le monde rose vif, vert et jaune de la fluorescence.

Fig. 1. Les écureuils volants incroyablement roses en question (Crédit photo : Kohler et al. 2019).

La première chose que je voulais comprendre était la différence entre la coloration fluorescente (ou biofluorescence) que nous observons chez les oiseaux, les papillons et maintenant les écureuils volants, et la bioluminescence observée chez les animaux d'une beauté envoûtante des océans profonds. Dans la peau, les écailles, les plumes ou la fourrure des animaux fluorescents, certaines cellules pigmentaires appelées chromatophores contiennent des protéines fluorescentes. Ces protéines fluorescentes sont capables d'absorber la lumière du spectre de la lumière visible, puis immédiatement réémettre cette énergie lumineuse sous forme de longueurs d'onde dans le spectre ultraviolet [3]. Fait intéressant, c'est totalement différent des animaux bioluminescents, qui n'absorbent pas et ne réémettent pas de lumière mais produisent plutôt de la lumière dans leurs cellules via des réactions chimiques [4] ! Cette différence explique également pourquoi nous voyons la biofluorescence dans des conditions de luminosité vive ou faible, alors que la bioluminescence peut se produire dans l'obscurité totale des océans profonds.

Figure 2. Ces animaux brillent par des mécanismes biologiques complètement différents ! Les poissons de gauche (Crédit photo : Sparks et al. 2014) sont des exemples de biofluorescence, tandis que la gelée de droite est un exemple de bioluminescence (Crédit photo : uwe kils).

La deuxième chose que je voulais savoir était Pourquoi ces animaux de tout l'arbre de vie présentent une biofluorescence. Les recherches sur la pigmentation fluorescente chez les oiseaux montrent que des plaques ou des bandes fluorescentes pourraient être utilisées pour communiquer avec d'autres oiseaux. Plus précisément, ces couleurs fluorescentes semblent être fréquemment corrélées avec les parades nuptiales et la signalisation sexuelle [5]. Par exemple, les rayures fluorescentes du bec du macareux sont en fait des plaques qui se forment sur le bec pendant la saison de reproduction [6]. Ces plaques tombent ensuite, suggérant qu'elles pourraient être spécifiquement liées à l'attraction des partenaires [6]. Les couleurs fluorescentes pourraient même être particulièrement adaptatives pour la communication entre les oiseaux car elles se détachent clairement de l'arrière-plan et peuvent être invisibles pour la plupart des autres prédateurs non aviaires [5]. En revanche, de nombreuses espèces d'araignées émettent également une fluorescence dans des couleurs vives visibles par leurs proies et oiseaux prédateurs. Les chercheurs pensent que cela pourrait être en partie dû au fait que le fond correspond à des fleurs également fluorescentes [7] !

Figure 3. L'étonnante diversité de la vie biofluorescente ! De gauche à droite : Un spécimen de macareux (Crédit photo : Tony Diamond/British Trust for Ornithology) Un scorpion, qui est aussi un arachnide qui présente une coloration fluorescente (Crédit photo : Jonbeebe) Une plante de glace avec des boutons floraux fluorescents (Crédit photo : Craig P. Terriers).

En ce qui concerne l'écureuil volant rose vif, il s'agit du premier cas connu de fluorescence chez les mammifères placentaires. Les chercheurs qui ont signalé leur coloration inhabituelle ne savent même pas encore si les écureuils volants sont comme des oiseaux et peuvent voir des couleurs régulièrement dans le spectre ultraviolet. Si les écureuils pouvez voir ces couleurs, les chercheurs pensent que le rose pourrait être utilisé pour la signalisation et la communication entre les écureuils ! Cependant, si les écureuils (comme la plupart des autres mammifères, y compris nous) ne peuvent pas détecter régulièrement les longueurs d'onde ultraviolettes, les scientifiques proposent que cette couleur puisse avoir émergé comme une forme de confusion des prédateurs : les hiboux qui chassent régulièrement les écureuils volants brillent également de rose sous la lumière ultraviolette, et pourrait confondre le flou rose d'un écureuil qui passe pour un autre hibou [2]. Quel que soit le but de la fourrure rose des écureuils, cette découverte nous incitera, espérons-le, à rechercher d'autres mammifères à biofluorescence qui n'ont pas encore été détectés, cachés à la vue de tous.


Par Rob Waugh
Mise à jour : 18:46 BST, le 30 décembre 2011

Les scientifiques ont enfin compris pourquoi les scorpions brillent d'un vert vif sous la lumière ultraviolette. La capacité est largement connue - mais les biologistes se demandent pourquoi les créatures l'ont peut-être développée.

Le biologiste Douglas Gaffin de l'Université de l'Oklahoma a étudié la « fluorescence » et a découvert que les créatures peuvent « détecter » la lumière à l'aide de leur queue.

Les créatures ont peut-être développé la capacité de les aider à se faufiler sous les rochers.

Scorpion sous lumière ultraviolette : le biologiste Douglas Gaffin de l'Université de l'Oklahoma a étudié la « fluorescence » et a découvert que les créatures semblaient capables de « détecter » la lumière à l'aide de leur queue

"Les scorpions sont en grande partie des arachnides solitaires et nocturnes qui brillent d'un vert cyan brillant sous la lumière UV", a écrit Gaffin dans un article dans Animal Behaviour. "La fonction de cette fluorescence est un mystère."

L'équipe de Gaffin a " bandé les yeux " des scorpions, puis les a testés avec différentes couleurs de lumière - et a découvert que les queues semblaient fonctionner comme des " yeux " secondaires.

La carapace des insectes fonctionne comme un capteur « du corps entier » qui transmet des informations sur la lumière au système nerveux - de sorte que n'importe quelle partie d'un scorpion puisse « voir ».

Les coquilles du scorpion semblent être capables d'envoyer des informations au scorpion afin que tout son corps fonctionne comme un « œil » géant – permettant à la créature de chercher un abri plus efficacement

«La cuticule (boîtier) peut fonctionner comme un collecteur de lumière du corps entier qui transmet les informations au système nerveux», ont écrit les chercheurs.

"Les scorpions peuvent utiliser ces informations pour détecter un abri, car le blocage de n'importe quelle partie de la cuticule pourrait diminuer le signal."


Pourquoi les scorpions brillent-ils dans le noir (et leur corps entier pourrait-il être un grand œil) ?

Si vous êtes le genre de personne qui recherche des scorpions plutôt que de courir en hurlant en pensant à eux, alors vous avez de la chance. Les scorpions sont faciles à trouver. Allez simplement dans le désert au milieu de la nuit et allumez une lumière ultraviolette (UV). Sous le faisceau, les scorpions brillent d'un bleu-vert vibrant, s'éclairant comme des phares dans l'obscurité.

Personne ne sait pourquoi les scorpions brillent. Certains ont suggéré que c'était accidentel - les deux produits chimiques responsables de la lueur pourraient être des sous-produits de réactions chimiques normales. D'autres ont proposé que les scorpions puissent briller pour attirer leurs proies, bien qu'il semble que les insectes évitent en fait les scorpions fluorescents. La lueur pourrait avertir les prédateurs ou aider les scorpions à se reconnaître, bien qu'aucune des deux possibilités n'ait été testée.

Mais Douglas Gaffin de l'Université de l'Oklahoma a une idée plus intrigante. Il pense que les scorpions brillent pour convertir la faible lumière UV de la lune et des étoiles en la couleur qu'ils voient le mieux : le bleu-vert. Cela pourrait expliquer pourquoi les yeux de scorpion sont si exquisément sensibles, au point où ils peuvent détecter la faible lueur de la lumière des étoiles sur le fond du ciel nocturne. Ils amplifient ces faibles signaux en transformant tout leur corps en collecteurs de lumière.

Pourquoi s'embêter? À l'air libre, les scorpions sont vulnérables aux rongeurs, hiboux et autres prédateurs. Ils aiment les abris et fuiront instinctivement la lumière pour tenter de la trouver. Dans la nature, vous les trouverez souvent à l'ombre d'une seule brindille ou d'un brin d'herbe. Gaffin pense que les scorpions pourraient facilement trouver de telles cachettes en détectant la lumière avec tout leur corps. Tout objet qui projette de l'ombre sur leur peau pourrait réduire son éclat et indiquer une cachette potentielle.

En 2010, Carl Kloock a trouvé des preuves de cette idée. Il a surexposé les scorpions à la lumière UV pour utiliser les produits chimiques fluorescents dans leur peau (qui se décomposent lorsqu'ils brillent). Kloock a découvert que les scorpions qui pouvaient encore briller se collaient à une zone abritée, tandis que les autres passaient plus de temps à l'air libre.

Inspiré par les travaux de Kloock, Gaffin a décidé de voir comment le scorpion des sables de l'Est (Paruroctonus utahensis) se comporterait sous une lumière de couleur différente. Il les a gardés dans des chambres fermées, leur a fait briller différentes couleurs et a mesuré à quelle fréquence ils essayaient de s'enfuir. Les scorpions se sont comportés de la même manière sous la lumière bleu-vert et UV, même si leurs yeux sont beaucoup plus sensibles à la première.

Ceci est cohérent avec l'idée qu'ils utilisent leur éclat pour répondre plus fortement aux UV que les qualités de leurs rétines ne le permettraient. Après tout, les scorpions sont actifs peu après le coucher du soleil – le seul moment de la nuit où la lumière UV est plus courante dans le ciel que les couleurs que nous pouvons voir.

Cela peut sembler une explication quelque peu détournée. Les scorpions feraient sûrement mieux de détecter eux-mêmes la lumière UV, plutôt que de la convertir en une couleur différente ? Gaffin le reconnaît, mais il souligne que les scorpions ne semblent avoir qu'un seul type de pigment de détection de lumière dans leurs yeux, qui est réglé sur le bleu-vert. Leur éclat leur donne effectivement un deuxième pigment sensible aux UV, sans avoir à réajuster le premier.

Gaffin pense que tout le corps du scorpion, de la queue cuisante aux pinces écrasantes, capte la lumière UV de l'environnement et la convertit en longueurs d'onde bleu-vert. Ces signaux pourraient même passer au cerveau via des grappes de nerfs qui se propagent dans tout le corps de l'animal. Si cette idée se concrétise, cela signifie que la lueur d'un scorpion pourrait multiplier par mille la surface de ses yeux. Le scorpion entier serait effectivement un gros œil.

Gaffin a quelques preuves provisoires de cette idée. Lorsqu'il a recouvert les yeux des scorpions avec du papier d'aluminium, ils sont devenus moins sensibles à la lumière bleu-vert, mais pas aux UV. Peut-être que leurs corps captaient encore la lueur produite par la lumière UV, même si leurs yeux étaient aveuglés. Cependant, Gaffin dit que ces résultats sont difficiles à interpréter, et il a beaucoup plus d'expériences en tête.

Le test idéal serait d'épuiser les molécules incandescentes du scorpion, comme l'a fait Kloock, pour voir si elles deviennent insensibles aux UV. L'application d'un écran solaire bloquant les UV sur le corps de l'animal devrait avoir le même effet. Cependant, Gaffin a découvert que les deux méthodes nuisent aux animaux, ce qui pourrait affecter leur comportement. Il essaie maintenant d'utiliser un écran solaire après avoir d'abord recouvert les scorpions avec du ruban adhésif transparent.


Y a-t-il d'autres animaux qui brillent sous une lumière noire en plus des scorpions ?

Les scorpions émettent une fluorescence ou brillent sous une lumière ultra-violette (UV) devenant vert sarcelle, ils sont donc faciles à trouver à l'aide d'une lumière noire pendant la nuit. L'aspect recherche de ce projet d'expo-sciences consiste à déterminer quels autres animaux communs brilleront sous une lumière UV noire.

Une lumière noire est le nom donné à une lampe émettant un rayonnement UV et très peu de lumière visible. Le rayonnement ultraviolet lui-même est invisible, mais l'éclairage de certains matériaux avec un rayonnement UV provoque les effets visibles de la fluorescence et de la phosphorescence. Les scorpions brillent ou émettent une fluorescence sous la lumière UV. Avec un scorpion, des écrevisses, des mille-pattes, des mille-pattes et un grillon seront placés sous une lumière noire pour voir si, comme le scorpion, ils montreront également une fluorescence. À partir des résultats de l'enquête, un tableau de données sera préparé et un graphique tracé.

Questions de recherche:

  • Qu'est-ce que la lumière UV?
  • Qu'est-ce qu'une lumière noire ?
  • Y a-t-il d'autres animaux qui brillent sous une lumière noire en plus des scorpions ?
  • Lequel des animaux testés a brillé sous une lumière UV ?
  • Parmi les animaux testés, lesquels n'ont pas brillé sous la lumière noire ?
  • Quel a été le contrôle de cette enquête ?

Le rayonnement ultraviolet (également connu sous le nom de rayonnement UV, lumière UV ou rayons ultraviolets) est une forme d'énergie voyageant dans l'espace. Le rayonnement ultraviolet (UV) est défini comme la partie du spectre électromagnétique entre les rayons X et la lumière visible. Le Soleil est la principale source naturelle de rayonnement UV. Les sources artificielles comprennent les lumières noires. Une lumière noire est le nom communément donné à une lampe émettant presque entièrement un rayonnement UV et très peu de lumière visible. Le rayonnement ultraviolet lui-même est invisible, mais l'éclairage de certains matériaux avec un rayonnement UV provoque les effets visibles de la fluorescence et de la phosphorescence.

Les scorpions sont fluorescents car ils contiennent une protéine fluorescente dans la couche hyaline de leur exosquelette. La couche hyaline de la cuticule est très dure. On le trouve souvent dans les fossiles de scorpions. Même après des centaines de millions d'années, alors que toutes les autres couches de la cuticule ont été perdues, cette couche hyaline reste incrustée dans les roches fossiles et émet toujours une fluorescence. Les scientifiques pensent que la fluorescence sert de mécanisme de sensibilité aux ultraviolets, permettant peut-être au scorpion d'éviter d'endommager les niveaux de lumière. Les scorpions ne peuvent pas voir la lumière ultraviolette.

Les autres animaux fluorescents comprennent les écrevisses, les mille-pattes et les mille-pattes. De nombreuses espèces de mille-pattes brillent dans une certaine mesure sous la lumière UV, en particulier les pattes terminales et souvent les antennes.

Tous les diagrammes/images requis (les images parlent mille mots !)

Des photos numériques peuvent être prises pendant le processus d'expérimentation. Les sites suivants proposent également des images téléchargeables pouvant être utilisées sur le tableau d'affichage :

Matériaux:

Scorpion empereur, gants de protection, pince à épiler, écrevisses, mille-pattes, mille-pattes, grillon, 5 pots pour bébé ou gobelets en plastique transparent, lumière noire, grillage métallique et ruban adhésif.

  • Quels matériaux sont nécessaires ?
  • Où trouver les matériaux ?

Les pinces à épiler, les tasses, le grillage en treillis métallique et le ruban de masquage peuvent être achetés localement dans la plupart des grands magasins de vente au détail (Wal-Mart, Target, Dollar general, etc.). Les différents animaux sont disponibles dans la plupart des animaleries ou capturés dans la nature.

Les animaux vivants nécessaires à ce projet peuvent également être commandés en ligne auprès de Nasco Science. Une lumière noire UV portable de 6 pouces et un luminaire sont disponibles dans la quincaillerie ou le magasin d'éclairage local ou dans le catalogue Educational Innovations #UV-640. Le panneau d'affichage à trois volets est disponible dans un magasin d'artisanat d'art.

Procédure expérimentale:

Nom de l'animal Lueur (Fluorescence) Vu
Scorpion
mille-pattes
Mille-Pattes
Écrevisse
Criquet

  1. Rassemblez 5 gobelets en plastique transparent vides ou des pots de nourriture pour bébé.
  2. Portez des gants de protection lorsque vous attrapez, transférez ou manipulez un scorpion.
  3. À l'aide d'une pince ou d'une pince à épiler, placez soigneusement une écrevisse, un mille-pattes, un mille-pattes, un grillon et le scorpion dans des bocaux séparés.
  4. Couvrir les bocaux avec un grillage métallique et scotcher solidement le treillis aux bocaux.
  5. Éteignez les lumières de la pièce.
  6. Allumez la lumière noire et dirigez le faisceau vers chaque animal.
  7. 7. Enregistrez les données dans le tableau. Utilisez les termes &ldquofortement fluorescent,&rdquo &ldquomildly fluorescent,&rdquo &ldquolittle fluorescence,&rdquo ou &ldquono fluorescence&rdquo lors de l'enregistrement de l'intensité de la lueur observée.
  8. À l'aide de papier millimétré, affichez visuellement les données dans le tableau en traçant un graphique à barres similaire à celui indiqué du nom des animaux testés par rapport à la quantité de fluorescence UV.
  9. Comme ces créatures sont si bénéfiques pour notre environnement, une fois l'enquête terminée, envisagez de les relâcher dans une zone boisée naturelle plutôt que de les tuer.
  10. S'ils doivent être détruits, écrasez les individus puis utilisez une tapette à mouches ou de longues pinces pour retirer les corps à la poubelle.

Termes/Concepts : Insectes Arachnides Lumière noire Lumière ultraviolette Fluorescence phosphorescence

Références à des livres connexes

Titre : Simon & Schuster Guide pour enfants sur les insectes et les araignées

Editeur : Simon & Schuster Children's Publishing ISBN-10 : 0689811632 et ISBN-13: 978-0689811630

Ce livre abondamment illustré contient une étude d'introduction de plus de 100 insectes et arachnides assortis. Une préface décrit les caractéristiques générales des animaux, certaines caractéristiques anatomiques particulières et les principales différences entre les deux classes. La majeure partie du matériel est organisée en huit chapitres, chaque chapitre commence par une discussion générale du sujet et une photo en couleur très agrandie d'une espèce représentative. Un "catalogue" illustré d'environ une douzaine d'invertébrés différents suit.

Titre : Scorpions (Manuel complet du propriétaire d'un animal de compagnie)

Editeur : Barron's Educational Series ISBN-10 : 0764139819 et ISBN-13: 978-0764139819

Ce livre présente des informations sur les scorpions et est écrit pour les propriétaires d'animaux non-spécialistes et les futurs propriétaires, avec des faits sur les origines et les caractéristiques des scorpions, ainsi que des conseils sur l'achat, le logement, l'alimentation, les soins de santé et bien plus encore. Le livre est rempli de photos en couleurs et d'illustrations au trait instructives. Le jeune chercheur et/ou ses parents (enseignants) devraient envisager de lire ce livre avant de manipuler le scorpion et les autres animaux qui seront utilisés dans ce projet d'expo-sciences.

Liens vers des sites connexes sur le Web

Titre : Scorpion fluorescent en lumière UV

Titre : Photographies fantastiques de poissons fluorescents

Titre : Rayonnement ultraviolet

Titre : Comment fonctionnent les lumières noires

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Faits Scorpion

Scorpion fait 1
La population de scorpions la plus septentrionale au monde se trouve sur l'île de Sheppey au Royaume-Uni, où se trouve Euscorpius flavicaudis. Cette population a été introduite dans la région dans les années 1860.

Scorpion fait 2
Bien qu'il existe plus de 2000 espèces de scorpions, seulement 5% d'entre elles (environ 100 espèces) ont des piqûres dangereuses pour l'homme.

Fait Scorpion 3
Les espèces de scorpions sont difficiles à identifier et tous les scorpions non identifiés doivent donc être traités comme dangereux et manipulés avec précaution.

Scorpion fait 4
L'Empereur scorpion, Pandinus imperator, est le scorpion de départ le plus approprié.


Fluorescence cuticulaire chez les scorpions de mer, les limules et autres chélicérases

Je n'aurais jamais pensé que travailler dans un petit musée des dinosaures dans le Wyoming mènerait à des recherches sur la lueur dans les arachnides sombres, mais me voici. Au Wyoming Dinosaur Center, l'une de nos activités préférées était d'attraper les petits scorpions qui se précipitaient autour de nos sites de fouilles et de les garder dans le laboratoire où nous pouvions éteindre les lumières et les éclairer avec une lampe de poche UV, les éclairant d'un bleu brillant. vert. Les yeux des enfants brillaient aussi fort que les scorpions et ils se posaient tous la même question : "comment font-ils ça ?!" Je redoutais cette question, car je n'avais pas de réponse. Il s'avère que les scorpions brillent sous la lumière UV à cause des produits chimiques contenus dans leurs coquilles, mais cela conduit à la question de savoir pourquoi pourquoi font-ils cela, à quel objectif adaptatif cela pourrait-il servir ? C'est l'une des questions auxquelles nous avons tenté de répondre avec cette recherche.

De nombreuses raisons ont été suggérées pour expliquer pourquoi les scorpions ont ce trait, notamment l'identification des partenaires, le leurre de proies et la protection contre les rayons UV en raison de la terrassification d'anciens taxons aquatiques, mais l'expérimentation n'a pu prouver aucune de ces théories. Nous avons plutôt choisi d'étudier l'apparition de la fluorescence dans tous les chélicérats en raison de l'observation non documentée que les limules (Xiphosurids) émettent également une fluorescence sous lumière UV. De manière critique, les limules représentent le groupe frère de tous les arachnides. La fluorescence des scorpions est due aux composés chimiques bêta-carboline et 7-hydroxyl-4-méthylcoumarine dans la couche hyaline de l'exocuticule. Si les deux émettent une fluorescence pour la même raison, ces composés et couches dans l'exocuticule, cela suggérerait qu'un ancêtre commun partagé avait également ce trait.

Fluorescence dans les chélicérats existants et éteints. (a) Scorpion scorpionide (b) Scorpion buthid (c) Scorpion fouet thélyphonide (d) Araignée chameau galéodide (e) Récolteur gonyleptide indéterminé (f) Récolteur phalangiidé (g) Limule à cheval (h) Scorpion de mer (i) Scorpion de mer non décrit. Barres d'échelle = 10 mm.

Afin de tester cette hypothèse, nous nous sommes dirigés vers les collections d'invertébrés de l'American Museum of Natural History. Un échantillon aléatoire de chaque clade d'arachnides a été testé pour la fluorescence, ce qui signifiait essentiellement se promener dans les collections d'invertébrés dans l'obscurité avec une lampe de poche UV, ouvrir les tiroirs et faire entrer la lumière pour voir si quelque chose s'allume. Ce que nous avons découvert, c'est qu'en plus des scorpions et des limules, les solifuges et certains pêcheurs semblaient afficher les mêmes qualités fluorescentes. Un examen histologique supplémentaire a ensuite eu lieu, consistant à retirer l'exocuticule des spécimens fluorescents et à les monter sur des talons de microscope électronique à balayage ou à les imprégner de résine et à les découper en fines sections, en les colorant de manière à ce que la couche hyaline soit visible. Les limules et les scorpions émettent tous deux une fluorescence à cause de la couche hyaline, mais le solifuge et les chasseurs émettent une fluorescence moins vive. C'est parce qu'ils n'ont pas de couche hyaline à la place, la cuticule est extrêmement fine et c'était en fait le sang à l'intérieur des animaux qui était fluorescent. Encore plus excitant, nous avons trouvé la couche hyaline dans des fossiles d'euryptéridés (scorpion de mer) vieux de 450 millions d'années, ce qui suggère qu'ils auraient également été fluorescents sous UV ! À l'avenir, il serait intéressant d'étudier la structure moléculaire des composés fluorescents trouvés dans ces organismes.

J'ai beaucoup appris de l'expérience, du sujet, de la recherche et de moi-même. Une compréhension de l'anatomie des chélicérats a été utile dans d'autres études de paléontologie des invertébrés. Apprendre à utiliser le microtome pour faire des coupes fines était difficile, d'autant plus que la dextérité manuelle n'est pas mon fort. Cela m'a montré que j'étais capable de travailler grâce à des recherches indépendantes en tant qu'étudiant de premier cycle, mais cela m'a également appris à travailler et à communiquer avec un groupe. J'ai eu l'occasion de travailler avec un groupe extraordinaire de personnes dans les départements de zoologie et de paléontologie des invertébrés du Musée américain d'histoire naturelle. Mes co-auteurs m'ont accueilli dans leur monde et n'ont pas hésité à me montrer les ficelles du métier et à répondre à toutes mes questions, à la fois sur la recherche et sur la poursuite d'une carrière dans la recherche scientifique, notamment dans un musée. Cet été de recherche m'a prouvé à la fois que j'ai la capacité et le désir de poursuivre une carrière muséale, et je n'aurais pas pu le faire sans les conseils de mes mentors.


Le mystère du scorpion phosphorescent

Voici une énigme biologique qui me fascine ces derniers temps. Bien que les scorpions ne soient pas un animal "rare" en soi, ils possèdent un trait qui n'a pas encore été entièrement expliqué par la science de l'évolution : ils brillent sous la lumière ultraviolette.

Ce n'est pas de la bioluminescence. Ils ne génèrent pas leur propre lumière. Ce n'est que sous une source d'ultraviolets, comme une lumière noire, qu'ils montrent leurs vraies couleurs. But scorpions are nocturnal and stay out of the sun… and raves in the desert, while apparently not uncommon, aren’t exactly natural. So why would scorpions evolve the ability to glow when they don’t seem to use it? After the jump, some hypotheses, and why they are probably wrong.

Hypothèse: While dark to our UV-insensitive eyes, scorpions seem to glow to each other.
Contradiction: A tempting theory, but there are two problems with it. The first is simply that while scorpions do see into the UV spectrum, they don’t seem to see fluorescence. So no, they don’t see themselves glow. The second is that the fluorescence only happens when UV light excites the fluorescent pigment, causing the photons to be partially absorbed and partially dissipated as glowing radiation. No UV light = no fluorescence. And the moon doesn’t reflect enough UV to trigger the effect. If it did, we’d probably be able to see the scorpions glowing ourselves. Also, vampires would get moonburns.

Hypothèse: While dark to our UV-insensitive eyes, scorpions glow as a means of warning their nocturnal predators.
Contradiction: See above. Also, if the scorpion’s predators could see their fluorescence, the scorpion’s prey would evolve to see the fluorescence. Imagine how hard it would be to sneak up on prey when you’re lit up like a Vegas wedding cake.

Hypothèse: Oh yeah? What if they glow to attirer prey?
Contradiction: Many animals use bioluminescence to attract prey, but only a few jellies use fluorescent lures. Besides, we don’t know enough about how the scorpion’s insect prey sees visible and UV light, even if the fluorescence was activated.

Hypothèse: The fluorescence serves no practical purpose. It’s the chemical byproduct of another, unknown process – basically glowing waste material.
Contradiction: Many animals excrete fluorescent, UV-sensitive waste products. But usually it’s in their urine. Why, then, would the scorpion put waste products in the cuticle of their exoskeleton?

Hypothèse: The ability to fluoresce is a vestigial trait, left over from when scorpions were diurnal creatures, and acts as a sort of sunblock.
Contradiction: This is my favorite hypothesis so far. The ability of fluorescent pigments to absorb some UV and spit out the rest as light makes them an excellent sunscreen, and there are plants that do just that. (If you ever walk under the maples in Autumn and they seem like they’re glowing, it’s because they are.) My question is: since scorpions, the first land predators, went nocturnal during the Carboniferous, around 350 million years ago, why haven’t they shaken the useless glow yet? Evolution is slow, but not that slow.

Hypothèse: The fluorescence is a fashion thing. Scorpions are stuck in the Eighties.
Contradiction: Rien.