Сюзанна Амадор Кейн - Suzanne Amador Kane

Сюзанна Амадор Кейн
Родился
Сюзанна Мари Амадор
Альма-матерМассачусетский Институт Технологий, BS, 1982 г.
Гарвардский университет, М.С., 1984
Гарвардский университет, Кандидат медицинских наук, 1989 г.
Супруг (а)Чарльз Л. Кейн
Научная карьера
ПоляБиофизика
УчрежденияХаверфорд Колледж
ТезисОптические и рентгеновские исследования критических явлений в тонких жидкокристаллических пленках  (1989)
ДокторантПитер Першан
Интернет сайтВеб-сайт исследования

Сюзанна Амадор Кейн физик, профессор, заведующий кафедрой физики и астрономии Хаверфорд Колледж. Она хорошо известна своей работой по использованию видео для понимания поведения различных видов птиц.

Образование и начало карьеры

Кейн принял ее Бакалавр степень в области физика в 1982 году из Массачусетский Институт Технологий. Затем она посетила Гарвардский университет для нее Магистр естественных наук степень и ее докторская степень. Там она работала в лаборатории прикладной физик Питер Першан. Ее диссертация под названием Оптические и рентгеновские исследования критических явлений в тонких жидкокристаллических пленках и опубликована в 1989 г., посвящена использованию Рентгеновский и рассеяние света методы исследования биологических мембран и низкоразмерных систем мягкой материи.[1] Получив докторскую степень, она стала научным сотрудником постдокторской лаборатории Пенсильванский университет, работавшая в лаборатории Дж. Кента Блейси с 1988 по 1990 год. Там она продолжила свою работу, используя методы рассеяния, чтобы понять структуру многослойных пленок и биологических мембран.[2]

Исследование

В 1991 году Кейн стал доцентом в Хаверфорд Колледж, где в 2016 году ее повысили до профессора. Исследовательские центры Кейна находятся на пересечении биофизика, мягкое конденсированное вещество физика и статистическая физика чтобы понять целый ряд тем, от поведения птицы к бактериальному разнообразию экосистемы, используя экспериментальные методы, которые включают биоакустика, компьютерное моделирование, и анализ 3D-видео.

Группа Кейна работала, чтобы понять ряд видов поведения птиц. В 2016 году ее группа опубликовала исследование о том, как рапторы (любить ястребы, стервятники, и соколы ) охотятся, непредсказуемо поворачивая головы при визуальном поиске добыча.[3] Хищники охотятся, чередуя периоды быстрого движения головы или глаз - движение, известное как саккады - с периодами, в течение которых их взгляд фиксируется на определенной точке. Чтобы определить, есть ли в этом движении заметный узор, они установили Ястреб-тетеревятник с крошечной камерой на голове, чтобы отслеживать движения головы во время охоты.[4] Они использовали видео для определения математического распределения времени, проведенного во время каждой саккады, и времени, проведенного с неподвижной головой, и обнаружили, что время между каждой саккадой варьировалось в зависимости от внешних сигналов окружающей среды, которые менялись по мере того, как ястребы оттачивали свою цель. Примечательно, что это поведение похоже на поведение приматы во время охоты, предполагая, что основные нейронные процессы, лежащие в основе охоты, одинаковы у охотников на приматов и хищников.[5] Кейн и ее команда также изучали взаимодействия хищников и жертв, когда ястребы-тетеревятники охотятся, а их жертвы уклоняются.[6][7] Еще раз, установив камеру на тетеревятник голова, она наблюдала различные стратегии преследования, используемые ястребом, когда он преследует свою добычу. Ястребы-тетеревятники используют одну из двух стратегий при преследовании своей добычи: либо перехватывая путь своей добычи под косым углом, либо преследуя ее, летя прямо за ней. Они также обнаружили третью стратегию преследования, которую они пытаются классифицировать. Во время охоты ястреб-тетеревятник будет использовать комбинацию этих траекторий полета.[8] В более раннем исследовании анализ видео соколы Во время охоты Кейн наблюдал аналогичную комбинацию полетов, когда соколы переключались между стратегиями перехвата и преследования.[9][10] Ее команда также заметила, что соколы держали свою добычу в фиксированном положении сбоку, вместо того, чтобы атаковать ее прямо, используя эффект, известный как камуфляж движения чтобы свести к минимуму вероятность того, что жертва их обнаружит.[11] В этом конкретном исследовании Кейн и ее группа прикрепляли камеры к рюкзакам, привязанным к птицам, или к шлемам, привязанным к их головам, чтобы записывать их движения.

Глазные пятна на изображении выше павлин перо способствуют репродуктивному успеху самцов павлинов.

Кейн также изучал биомеханика из павлин ритуалы ухаживания.[12] В частности, ее группа сосредоточилась на том, как биомеханика перьев влияет на характеристики павлинов-самцов, когда они ухаживают за самками, размахивая веером и вибрируя своими хвостовыми перьями, - демонстрационное поведение, известное как «грохот поезда». Кейн первоначально обнаружила высокоскоростные записи поведения, сделанные ее сотрудником. Рослин Дакин, изучавший цвет павлиньих перьев.[13] Они начали работать вместе, чтобы снять больше видеороликов о ритуалах ухаживания павлина, чтобы понять, как вибрируют хвостовые перья и как эти вибрации воспринимаются самками. Они обнаружили, что поведение гремящего поезда возникает только тогда, когда присутствуют самки, и что, когда хвост трясется, глазные пятна на хвосте, кажется, не двигаются, что привело их к выводу, что поведение дрожания улучшает внешний вид глазных пятен на хвосте.[14][15] В предыдущей работе Дакин обнаружил, что оттенок и переливчатость глазных пятен на хвосте способствуют успеху спаривания самца.[16] Они также обнаружили, что хвостовые перья вибрируют естественным образом. резонансная частота, производящие звуковые волны в пределах слышимого диапазона самок. Наконец, они неожиданно обнаружили, что чем длиннее и тяжелее были хвостовые перья самцов, тем быстрее они могли трясти перьями. В последующем исследовании, опубликованном в 2018 году, Кейн и Дакин обнаружили, что вибрации, исходящие от мужчин, гремящих их поездами, на самом деле ощущаются самками на гребне их головы, которая, в свою очередь, вибрирует.[17][18][19] Они обнаружили, что у основания перьев женского гребня лежит крошечное перо, известное как филоплюм, который действует как механический датчик. Когда перья гребня начинают вибрировать, филоплюм запускает нервная клетка, переводя физические колебания шлейфа в нейронный сигнал. Чтобы понять, являются ли вибрации женского плюма специфическим ответом на механические сигналы, посылаемые мужским грохотом поезда, Кейн и Дакин использовали динамики, чтобы воспроизвести несколько разных звуков для женских павлинов. Гребни вибрировали только в ответ на грохот поезда, и не было зарегистрировано никакой реакции, когда исследователи воспроизводили белый шум.

Награды и награды

использованная литература

  1. ^ Амадор, Сюзанна Мари (1989). «Оптические и рентгеновские исследования критических явлений в тонких жидкокристаллических пленках». Кандидат наук. Тезис. Bibcode:1989ФДТ ........ 41А.
  2. ^ Паченс, Дж М; Амадор, S; Maniara, G; Вандеркой, Дж; Даттон, П.Л .; Blasie, JK (август 1990). «Ориентация и латеральная подвижность цитохрома с на поверхности ультратонких многослойных липидных пленок».. Биофизический журнал. 58 (2): 379–389. Bibcode:1990BpJ .... 58..379P. Дои:10.1016 / S0006-3495 (90) 82384-5. ISSN  0006-3495. ЧВК  1280979. PMID  2169915.
  3. ^ Охс, Майкл Ф .; Замани, Марджон; Гомеш, Густаво Майя Родригес; Де Оливейра Нето, Раймундо Кардосо; Кейн, Сюзанна Амадор (2017). "Взгляд изнутри: хищники ищут добычу с помощью стохастических поворотов головы | Запросить PDF". Аук. 134: 104–115. Дои:10.1642 / AUK-15-230.1.
  4. ^ "Охота на хищников с высоты птичьего полета". ScienceDaily. Получено 2019-01-09.
  5. ^ Томпсон, Хелен (2016-11-17). «В некотором смысле ястребы охотятся как люди». Новости науки. Получено 2019-01-09.
  6. ^ Кейн, Сюзанна; Х. Фултон, Эндрю; Дж. Розенталь, Ли (2015-01-15). «Когда ястребы нападают: видео-исследования с использованием животных, посвященных стратегии преследования и уклонения от добычи». Журнал экспериментальной биологии. 218 (2): 212–22. Дои:10.1242 / jeb.108597. ЧВК  4302165. PMID  25609783.
  7. ^ Горман, Джеймс (2015-03-02). "Истребители природы с машущими крыльями". Нью-Йорк Таймс. ISSN  0362-4331. Получено 2019-01-10.
  8. ^ Найт, Кэтрин (2015-01-15). "Раскрыты стратегии охоты на тетеревятников и уклонения от добычи". Журнал экспериментальной биологии. 218 (2): 161. Дои:10.1242 / jeb.118539. ISSN  1477-9145.
  9. ^ Найт, Кэтрин (2014-01-15). «Соколы отбивают добычу для перехвата». Журнал экспериментальной биологии. 217 (2): 157. Дои:10.1242 / jeb.101238. ISSN  1477-9145.
  10. ^ Стоктон, Ник (22 января 2015 г.). "Научная графика недели: Охота глазами ящера". Проводной. ISSN  1059-1028. Получено 2019-01-10.
  11. ^ Образец, Ян; корреспондент, наука (2014-01-16). "'Камера Falcon показывает, как хищные птицы приближаются, чтобы убить ». Хранитель. ISSN  0261-3077. Получено 2019-01-10.
  12. ^ Кейн, Сюзанна Амадор; Монтгомери, Роберт; Заяц, Джеймс Ф .; Маккроссан, Оуэн; Дакин, Рослин (27.04.2016). «Биомеханика дисплея павлина: как структура пера и резонанс влияют на передачу мультимодальных сигналов». PLOS One. 11 (4): e0152759. Bibcode:2016PLoSO..1152759D. Дои:10.1371 / journal.pone.0152759. ISSN  1932-6203. ЧВК  4847759. PMID  27119380.
  13. ^ Горман, Джеймс (2016-04-27). "Павлины не просто показывают свои перья, они их трясут". Нью-Йорк Таймс. ISSN  0362-4331. Получено 2019-01-10.
  14. ^ "Павлины, гремящие поездом, - чудеса биомеханики". D-краткое. 2016-04-27. Получено 2019-01-10.
  15. ^ Томпсон, Хелен (2017-04-12). "Павлины трясутся, чтобы трясти перьями хвоста". Новости науки. Получено 2019-01-10.
  16. ^ Монтгомери, Роберт; Дакин, Рослин (01.09.2013). «Глаз вместо глазного пятна: как радужные глазки оперения влияют на успех спаривания павлинов». Поведенческая экология. 24 (5): 1048–1057. Дои:10.1093 / beheco / art045. ISSN  1045-2249.
  17. ^ Юн, Эд (2018-12-21). «Ухаживающий павлин может издалека трясти партнеру головой». Атлантический океан. Получено 2019-01-10.
  18. ^ Дакин, Рослин; Беверен, Даниэль Ван; Кейн, Сюзанна Амадор (28.11.2018). «Биомеханика павлиньего гребня показывает частоты, настроенные на социальные дисплеи». PLOS One. 13 (11): e0207247. Bibcode:2018PLoSO..1307247K. Дои:10.1371 / journal.pone.0207247. ISSN  1932-6203. ЧВК  6261573. PMID  30485316.
  19. ^ AllenNov. 28, Михаил; 2018; Вечер, 2:10 (28.11.2018). "Наблюдайте, как павлин привлекает внимание самки, заставляя ее голову вибрировать". Наука | AAAS. Получено 2019-01-10.CS1 maint: числовые имена: список авторов (ссылка на сайт)
  20. ^ "Архив сотрудников APS". www.aps.org. Получено 2020-09-28.