science >> Wetenschap >  >> Biologie

Robuuste kaken en verpletterende beten zorgen ervoor dat zeeotters hun dieet kunnen specialiseren

Krediet:Robert Shea

Het voortbestaan ​​van een zeeotter hangt af van hun vermogen om prooien te vangen en te eten. In tegenstelling tot de meeste zeezoogdieren, zeeotters missen een dikke laag blubber om ze te isoleren van de ijskoude wateren van de Stille Oceaan. In plaats daarvan, ze vertrouwen op een dichte vacht en een zeer actief metabolisme om warm te blijven.

Zeeotters hebben een gevarieerd dieet, alles eten, van mosselen tot zee-egels tot krabben. Echter, terwijl het dieet van zeeotters divers is op populatieniveau, individuele zeeotters kunnen zeer gespecialiseerde diëten hebben.

Dit geldt met name voor de ondersoort van de zeeotter die in de wateren van Zuid-Californië leeft. Bekend als de zuidelijke zeeotter, deze ondersoort leeft in rotsachtige omgevingen waar ongewervelde zeedieren in overvloed aanwezig zijn.

Naarmate het aantal zeeotters in een bepaald gebied groeit, elke zeeotter moet strijden om voedsel met zijn buurman. Om dit te overwinnen, individuele zuidelijke zeeotters beginnen zich te specialiseren door het eten van specifieke prooisoorten, het verlichten van de concurrentie. Op deze manier, zuidelijke zeeotters fungeren als dieetspecialisten.

Echter, dit gedrag wordt niet waargenomen bij noordelijke zeeotters, de ondersoort die in Washington leeft, Brits Colombia, en Alaska.

In deze mariene omgevingen met gemengd sediment, zeeotters putten hun favoriete prooi snel uit, zoals zee-egels, en worden overgelaten om te foerageren meestal op tweekleppigen, zoals kokkels en mosselen. Daarom, in tegenstelling tot zuidelijke zeeotters, noordelijke zeeotters fungeren als generalisten.

Gearticuleerd zeeotterskelet in de Burke Museum-zoogdierkundecollectie. Krediet:Burke Museum

Waarom gedragen noordelijke en zuidelijke zeeotters zich anders?

Hoewel eerder onderzoek heeft aangetoond dat het habitattype en de diversiteit en overvloed aan prooien dit gedrag beïnvloeden, er is weinig bekend over de vraag of de anatomie en de voedingsprestaties van een zeeotter een rol spelen bij het verbeteren of beperken van hun vermogen om zich op bepaalde soorten prooien te specialiseren.

Gespecialiseerd gedrag, zoals het eten van specifieke voedingsmiddelen, worden vaak geassocieerd met gespecialiseerde morfologieën, zoals de grootte en vorm van het lichaam van een dier of zijn schedel.

Werken met Dr. Sharlene Santana, conservator zoogdieren in het Burke Museum, Ik ging onderzoeken of verschillen in het gebruik van voedselbronnen bij zeeotters kunnen worden verklaard door verschillen in de grootte en vorm van hun schedel en hun vermogen om efficiënt in een prooi te bijten.

Ik heb meer dan 100 zeeotterschedels uit de Mammalogie-collectie van het Burke Museum gebruikt om wiskundige modellen te maken waarmee we bijtkracht konden vergelijken, kaak kracht, en schedelgrootte en vormverschillen tussen noordelijke en zuidelijke zeeotters.

Kristin Campbell heeft een zeeotterschedel in de zoogdiercollectie van het Burke Museum. Krediet:Burke Museum

Ik fotografeerde elke schedel (zowel de schedel als de onderkaak) in drie verschillende aanzichten. Vervolgens, met behulp van deze foto's, Ik schatte de grootte van de spieren die werden gebruikt tijdens het bijten en kauwen om de bijtkracht van elke individuele zeeotter te schatten.

Om het bijtvermogen verder te onderzoeken, Ik gebruikte digitale schuifmaten om specifieke afmetingen van de onderkaak te meten, waardoor ik kon inschatten hoe sterk en robuust dit bot is. als laatste, Ik gebruikte de schedelfoto's om de grootte en vorm van zeeotterschedels te vergelijken met behulp van een methode die bekend staat als geometrische morfometrie.

Zeeotters hebben zeer gespecialiseerde schedels en tanden waarmee ze door de taaie exoskeletten van zee-egels kunnen prikken, en wrik de mosselen open. We ontdekten dat hun korte, stompe schedels en plat, breukbestendige tanden stellen hen in staat om hoge bijtkrachten te genereren voor hun lichaamsgrootte (bijna 80 pond kracht!). Door deze hoge bijtkrachten kunnen ze anders moeilijk te kraken ongewervelde zeedieren eten.

Als we de schedels van de twee ondersoorten vergelijken, we vonden subtiele verschillen in schedelgrootte en vorm tussen de noordelijke en zuidelijke zeeotters. Echter, deze verschillen vertalen zich niet in significante verschillen in bijtkracht.

Dit betekent dat elke ondersoort het potentieel heeft om een ​​specialist te worden of een generalist te blijven, afhankelijk van de beschikbaarheid van prooien, habitatkenmerken, en concurrentie. Zuidelijke zeeotters specialiseren hun dieet, echter, wanneer de omstandigheden dit vereisen.

Met behulp van computersoftware, digitale oriëntatiepunten worden op verschillende locaties op elke zeeotterschedel geplaatst. Deze oriëntatiepunten worden gebruikt om de vorm en grootte van de schedel te vergelijken in een proces dat bekend staat als geometrische morfometrie. Krediet:Kristin Campbell

Met deze resultaten in het achterhoofd, we besloten nog dieper te kijken naar mogelijke verschillen binnen populaties; dat is, tussen mannelijke en vrouwelijke zeeotters.

Mannelijke zeeotters zijn groter dan vrouwelijke zeeotters; mannetjes wegen gemiddeld 90 pond, terwijl vrouwen 40-60 pond wegen. Daarom, we verwachtten deze trend ook in schedelomvang te zien - en dat deden we!

Mannelijke zeeotters hebben echter niet alleen grotere schedels dan vrouwtjes, maar hebben ook schedelkenmerken waardoor ze krachtiger kunnen bijten voor hun grootte, inclusief grotere toppen en ribbels die een groter oppervlak bieden voor spieraanhechting (meer spieren is gelijk aan sterkere beten!). In aanvulling, mannelijke zeeotters hebben sterkere, robuustere onderkaken waarmee ze de zwaarste prooien kunnen verpletteren.

Onze resultaten suggereren dat mannelijke zeeotters het potentieel hebben om harder te consumeren, taaiere prooi dan vrouwtjes, alleen al vanwege hun schedelgrootte en vorm.

Maar geven deze verschillen tussen mannetjes en vrouwtjes mannetjes de overhand bij het voeren? Niet noodzakelijk. Wat vrouwen missen in grootte, ze maken het goed met hersens!

De oriëntatiepunten worden omgezet in x-y-coördinaten en geanalyseerd om vormverschillen tussen zeeotterschedels te kwantificeren en te visualiseren. Krediet:Kristin Campbell

Vrouwelijke zeeotters zijn meer geneigd dan mannen om gereedschap te gebruiken, als rotsen en stenen, om een ​​moeilijker dan gebruikelijke prooi open te breken, zoals mosselen. Sommige mannen doen dit gedrag ook, maar hun moeders hebben hen waarschijnlijk geleerd hoe ze het moesten doen.

Het is mogelijk dat mannetjes groter zijn en krachtiger beten genereren door seksuele selectie, en geen voordeel te hebben ten opzichte van vrouwtjes tijdens het voeren. Mannetjes vechten hevig met elkaar om territorium en reproductieve kansen met vrouwtjes, en de grootste en sterkste zeeotter wint over het algemeen.

Zeeotters zijn hoeksteensoorten in kustecosystemen, maar helaas worden ze ook bedreigd. Een beter begrip van hun aanpassingen is van cruciaal belang voor hun instandhouding.

Door gebruik te maken van museumexemplaren, we waren in staat om anatomische prestatieverschillen tussen en binnen zeeotterpopulaties te identificeren. We hebben waardevol inzicht gekregen in hoe hun vermogen om krachtige beten te produceren hen in staat zou kunnen stellen om zowel als generalist of specialist op te treden, afhankelijk van de omgevingsomstandigheden.

De studie, "Verklaren verschillen in schedelmorfologie en beetprestaties de voedingsspecialisatie bij zeeotters?" wordt gepubliceerd in de Tijdschrift voor mammalogie .

  • Zeeotters hebben platte, breukvaste tanden en sterke hoektanden om harde ongewervelde zeedieren zoals krabben te verpletteren en open te wrikken, egels, en mosselen. Krediet:Burke Museum

  • Mannelijke zeeotterschedels zijn over het algemeen groter en robuuster dan vrouwtjes. Let op de grote kammen en richels van de mannelijke schedel. Deze functies bieden meer ruimte voor spieraanhechting en, beurtelings, groter bijtvermogen. Krediet:Burke Museum