นับตั้งแต่คางคกอ้อย 101 ตัวถูกนำมาใช้ในออสเตรเลียในปี 1935
ซึ่งเป็นความพยายามที่เข้าใจผิดในการควบคุมศัตรูพืชในไร่อ้อย เว็บสล็อต บนชายฝั่งตะวันออกเฉียงเหนือของรัฐควีนส์แลนด์ สัตว์ครึ่งบกครึ่งน้ำที่รุกรานได้แพร่กระจายอย่างรวดเร็วไปทางตะวันตกและสร้างความหายนะ คางคกเป็นพิษและสัตว์พื้นเมือง จำนวนมาก ตายหลังจากกินเข้าไป
ลักษณะที่น่าสงสัยประการหนึ่งของการบุกรุกของคางคกคือความเร็วที่เพิ่มขึ้น ไม่นานหลังจากที่พวกมันมาถึง คางคกอ้อยจะแพร่กระจายในอัตราประมาณ 10 กิโลเมตรต่อปี ตอนนี้อัตรานั้นอยู่ที่ 55 กิโลเมตรต่อปี นักวิทยาศาสตร์ได้บันทึกคุณสมบัติที่น่าสนใจ บางอย่าง ที่ช่วยให้เพิ่มความเร็วในการบุกรุกได้: คางคกที่แนวหน้าของการขยายมีขาที่ยาวกว่าและเคลื่อนไหวมากขึ้นในเวลากลางคืน คางคกยังเคลื่อนไหวในเส้นทางที่ตรงกว่าอีกด้วย จากการศึกษา ใหม่ ซึ่งตีพิมพ์เมื่อวันที่ 8 ตุลาคมในProceedings of the Royal Society B
“ไม่ใช่แค่คางคกที่มีขายาวขึ้นและวิ่งเร็วขึ้นเท่านั้น แต่ยังเปลี่ยนวิธีการเคลื่อนไหวด้วย ไม่ทางใดก็ทางหนึ่งวิวัฒนาการได้ตกแต่งผู้บุกรุกด้วยเข็มทิศ” Rick Shine นักสรีรวิทยาของมหาวิทยาลัยซิดนีย์กล่าวทางอีเมล
มีหลายวิธีที่สัตว์สามารถเคลื่อนไหวได้เร็วขึ้น แต่บ่อยครั้งที่วิธีเหล่านั้นมีค่าใช้จ่าย คางคกอาจต้องกินมากขึ้นเพื่อการเจริญเติบโตและเสริมกำลังขาที่ยาวขึ้นเป็นต้น อย่างไรก็ตาม การเดินไปในทางที่ตรงกว่านั้นอาจจะได้ผลมากกว่าเพราะจะไม่มีการประนีประนอมครั้งใหญ่ กลุ่มของ Shine เสนอ
ทีมงานทำงานร่วมกับคางคกอ้อยในฟาร์มใกล้เมืองดาร์วิน ประเทศออสเตรเลีย เมื่อการบุกรุกของคางคกมาถึงที่นั่นในปี 2548 นักวิจัยได้เริ่มติดตามคางคกผู้ใหญ่ด้วยวิทยุเป็นเวลาห้าวันในแต่ละครั้งในช่วง 10 ปีข้างหน้า ทำให้นักวิทยาศาสตร์สามารถติดตามการเคลื่อนไหวของคางคกได้ นักวิทยาศาสตร์พบว่าคางคกอ้อยตัวแรกที่มาถึงมีแนวโน้มที่จะเคลื่อนตัวในเส้นทางที่ตรงกว่าที่อาศัยอยู่ที่นั่นในอีกหลายปีต่อมา
นักวิจัยเขียนว่า “คางคกหน้าบุกรุกดูเหมือนจะรักษาภูมิประเทศที่พวกมันกำลังเคลื่อนที่เป็นสิ่งที่ต้องสำรวจอย่างรวดเร็วและมีประสิทธิภาพ” นักวิจัยเขียน “ในขณะที่คางคกที่มาถึงในภายหลังอาจมองว่าภูมิประเทศและทรัพยากรเป็นสิ่งที่ต้องสำรวจและ ใช้ประโยชน์ในยามว่าง”
ในการทดลองอื่น
นักวิจัยได้รวบรวมกบในปี 2549 จากพื้นที่สี่แห่งทั่วออสเตรเลียตอนเหนือ ระยะทาง 1,600 กิโลเมตร พวกเขานำคางคกเหล่านั้นกลับมาที่ดาร์วินและเลี้ยงดูพวกมัน คางคกรุ่นต่อรุ่นต่อมาในปี 2008 นักวิจัยติดเครื่องติดตามวิทยุกับสัตว์และปล่อยพวกมันออกมาอีกครั้งเพื่อวัดการเคลื่อนไหวของพวกมันในช่วงห้าวัน
ยิ่งเก็บคางคกอ้อยจากแนวรบบุกเข้าไปได้ไกลเท่าไร พวกมันก็ยิ่งเคลื่อนตัวน้อยลงเท่านั้น พบผลลัพธ์ที่คล้ายคลึงกันสำหรับลูกหลานของพวกมัน ซึ่งแสดงให้เห็นว่าทิศทางนี้น่าจะมีรากฐานมาจากยีนของคางคก
“ดังนั้น กระบวนการบุกรุกทำให้เกิดการตอบสนองเชิงวิวัฒนาการที่สำคัญในพารามิเตอร์ที่สำคัญต่ออัตราการแพร่กระจาย: ระดับที่บุคคลเคลื่อนที่อย่างสม่ำเสมอในทิศทางที่เฉพาะเจาะจง” Shine และเพื่อนร่วมงานเขียน
โดยการเคลื่อนที่ในเส้นทางที่ตรงและตรงกว่า คางคกสามารถบุกรุกอาณาเขตใหม่ได้เร็วและเร็วขึ้นเมื่อขยายออกไป
“ผู้จัดการฝ่ายอนุรักษ์จำเป็นต้องคาดการณ์เมื่อการบุกรุกจะมาถึงพื้นที่ที่พวกเขากำลังปกป้อง และเพื่อทำเช่นนั้น พวกเขาจำเป็นต้องเข้าใจอัตราการเร่งการบุกรุก” Shine กล่าว “เอกสารของเราแสดงให้เห็นว่าการเปลี่ยนแปลงพฤติกรรมเหล่านี้สามารถเกิดขึ้นได้อย่างรวดเร็ว และเราควรคาดหวังว่าการบุกรุกส่วนใหญ่จะเร่งขึ้น”
การศึกษาก่อนหน้านี้ไม่ได้บันทึกอะไรที่น่าตื่นเต้นมากนัก เพราะพวกเขามุ่งเน้นไปที่กิ้งก่าที่ใหญ่กว่า เขากล่าว ในการศึกษาความสัมพันธ์ระหว่างขนาดร่างกายกับประสิทธิภาพของลิ้น แชมป์ด้านกำลังลิ้นจะยาวเพียง 4 เซนติเมตรไม่นับหาง
ก่อนนวัตกรรมนี้ การกระพือปีกและการหลบหลีกนั้นเร็วเกินกว่าจะติดตามได้อย่างแม่นยำ มุมถ่ายภาพหลายมุมให้อิสระมากขึ้น คณะผู้วิจัยได้สร้างอุโมงค์รูปตัว L เพื่อชมนกค็อกคาเทลซึ่งเป็นนกตัวโปรดในขณะนั้น เลี้ยวโค้ง
Hedrick นำทักษะพิเศษบางอย่างมาสู่โต๊ะหลังจากทำงานสองปีในอีคอมเมิร์ซในซานฟรานซิสโก เมื่อเขากลับมาทำงานวิจัยอีกครั้ง (เขาสำเร็จการศึกษาระดับปริญญาตรีด้านชีววิทยาที่มหาวิทยาลัยบราวน์ในพรอวิเดนซ์ รัฐโรดไอแลนด์) เขาได้สร้างซอฟต์แวร์ที่สามารถบันทึกวิดีโอและขุดทุกแง่มุมของการเคลื่อนไหวของปีก เฟรมวิดีโอแต่ละเฟรมมีจุดภาพหลายพันจุด — พิกเซล — บนทุกส่วน ด้วยกล้องหลายตัว การวิ่งครั้งเดียวอาจรวบรวมจุดข้อมูลนับล้านที่ติดตามรูปร่างของปีกที่กำลังเคลื่อนที่
Hedrick, Biewener และเพื่อนร่วมงานได้สร้างโปรแกรมคอมพิวเตอร์เพื่อดึงสมบัติจากการถ่ายโอนข้อมูลนี้ พวกเขาใช้ซอฟต์แวร์นี้เพื่อวัดว่านกเขากระดกนกสร้างกำลังได้มากเพียงใด และนกค็อกคาเทลบิดปีกและเร่งความเร็วอย่างไร ผลการศึกษาปรากฏในปี พ.ศ. 2546ใน วารสาร Natureและพ.ศ. 2547ในวารสาร Journal of Experimental Biology
