Сюзанна Амадор Кейн

Сюзанна Амадор Кейн
Сюзанна Амадор Кейн
Рожденный	Сюзанна Мари Амадор
Альма-матер	Массачусетский технологический институт , бакалавр наук, 1982 г. ; Гарвардский университет , магистр наук, 1984 г. ; Гарвардский университет , доктор философии, 1989 г.
Супруг	Чарльз Л. Кейн
	Научная карьера
Поля	Биофизика
Учреждения	Хаверфордский колледж
Диссертация	Оптические и рентгеновские исследования критических явлений в тонких жидкокристаллических пленках (1989)
Докторантура	Питер Першан
Веб-сайт	Исследовательский сайт

Сюзанна Амадор Кейн — физик и профессор физики и астрономии в Хаверфордском колледже . Она хорошо известна своей работой по использованию видео для понимания поведения различных видов птиц.

Образование и ранняя карьера

Кейн получила степень бакалавра наук по физике в 1982 году в Массачусетском технологическом институте . Затем она поступила в Гарвардский университет, чтобы получить степень магистра наук и доктора философии. Там она работала в лаборатории прикладной физики Петра Першана . Ее диссертация под названием « Оптические и рентгеновские исследования критических явлений в тонких жидкокристаллических пленках» , опубликованная в 1989 году, была посвящена использованию методов рентгеновского излучения и рассеяния света для изучения биологических мембран и низкоразмерных систем мягкой материи. ^[1] После получения докторской степени она стала научным сотрудником в Пенсильванском университете , работая в лаборатории Дж. Кента Блази в период с 1988 по 1990 год. Там она продолжила свою работу, используя методы рассеяния для понимания структуры многослойных пленок и биологических мембран. ^[2]

Исследовать

В 1991 году Кейн стала доцентом Хаверфордского колледжа , где в 2016 году ей было присвоено звание профессора. Исследовательские центры Кейн сосредоточены на пересечении биофизики , физики мягкого конденсированного состояния и статистической физики , чтобы понять ряд тем, от поведения птиц к бактериальному разнообразию экосистем , используя экспериментальные методы, включающие биоакустику , компьютерное моделирование и 3D-видеоанализ.

Группа Кейна работала над пониманием ряда моделей поведения птиц. В 2016 году ее группа опубликовала исследование о том, как хищники (такие как ястребы , стервятники и соколы ) охотятся, непредсказуемо поворачивая головы при визуальном поиске добычи . ^[3] Хищники охотятся, чередуя периоды быстрых движений головы или глаз (движение, известное как саккады ) с периодами, во время которых их глаза фиксируются на определенной точке. Чтобы определить, есть ли в этом движении заметная закономерность, они оснастили ястреба -тетеревятника крошечной камерой, закрепленной на голове, чтобы отслеживать движения его головы во время охоты. ^[4] Они использовали видео, чтобы определить математическое распределение 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 приближались к своей цели. Примечательно, что это поведение похоже на поведение приматов во время охоты, что позволяет предположить, что основные нервные процессы, лежащие в основе охоты, одинаковы у охотников на приматов и хищников. ^[5] Кейн и ее команда также изучили взаимодействие хищник-жертва, когда ястребы-тетеревятники охотятся, а их добыча уклоняется. ^[6]^[7] В очередной раз, установив камеру на голову ястреба-тетеревятника , она наблюдала различные стратегии преследования, которые использует ястреб, преследуя свою добычу. Ястребы-тетеревятники используют одну из двух стратегий при преследовании своей добычи: либо перехватывая путь своей добычи под косым углом, либо преследуя добычу, летя прямо за ней. Они также обнаружили третью стратегию преследования, над классификацией которой они работают. Во время охоты ястреб-тетеревятник использует комбинацию этих траекторий полета. ^[8] В более раннем исследовании, анализируя видео охоты на соколов , Кейн наблюдал аналогичную комбинированную схему полета, когда соколы переключались между стратегией перехвата и преследования. ^[9]^[10] Ее команда также заметила, что соколы держат свою добычу в фиксированном положении в стороне, а не атакуют ее прямо, используя эффект, известный как маскировка движения , чтобы минимизировать вероятность того, что добыча их обнаружит. ^[11] В этом конкретном исследовании Кейн и ее группа прикрепили камеры к рюкзакам, привязанным к птицам, или к шлемам, прикрепленным к их головам, чтобы записывать их движения.

изучал биомеханику ухаживания павлинов Кейн также . ^[12] В частности, ее группа сосредоточилась на том, как биомеханика перьев влияет на поведение павлинов-самцов, когда они ухаживают за самками, распуская и вибрируя хвостовые перья, - демонстрационное поведение, известное как «дребезжание поезда». Первоначально Кейн обнаружила высокоскоростные записи поведения, сделанные ее соратницей Рослин Дакин , которая изучала цвет павлиньих перьев. ^[13] Они начали работать вместе, чтобы снять больше видео ритуалов ухаживания павлинов, чтобы понять, как вибрируют хвостовые перья и как эти вибрации воспринимаются самками. Они обнаружили, что дребезжание поезда происходит только в присутствии самок и что, когда хвост трясется, кажется, что глазные пятна на хвосте не двигаются, что привело их к выводу, что тряска усиливает внешний вид глазных пятен на хвосте. ^[14]^[15] В предыдущей работе Дакин обнаружил, что оттенок и переливчатость пятен на хвосте способствуют успеху спаривания самца. ^[16] Они также обнаружили, что хвостовые перья вибрируют на своей естественной резонансной частоте , создавая звуковые волны, находящиеся в пределах слышимого диапазона, который способны слышать самки. Наконец, они неожиданно обнаружили, что чем длиннее и тяжелее были хвостовые перья самцов, тем быстрее они могли встряхивать перьями. В последующем исследовании, опубликованном в 2018 году, Кейн и Дакин обнаружили, что вибрации, излучаемые самцами, грохотающими поездами, на самом деле ощущаются самками на гребне их головы, которая, в свою очередь, вибрирует. ^[17]^[18]^[19] Они обнаружили, что у основания перьев гребня самки находится крошечное перо, известное как нитевидное оперение , которое действует как механический датчик. Когда перья гребня начинают вибрировать, нитевидный шлейф запускает нервную клетку , переводящую физические вибрации пера в нейронный сигнал. Чтобы понять, были ли вибрации перьев самок конкретно реакцией на механические сигналы, посылаемые грохотом поезда самцов, Кейн и Дакин использовали динамики, чтобы воспроизводить для самок павлинов ряд различных звуков. Гребни вибрировали только в ответ на грохот поезда, при этом никакой реакции не было зафиксировано, когда исследователи воспроизводили белый шум.

Награды и почести

Стипендия «Новые направления», Фонд Эндрю В. Меллона , 2004 г.
Член Американского физического общества , 2020 г. ^[20]

Ссылки

^ Амадор, Сюзанна Мари (1989). «Оптические и рентгеновские исследования критических явлений в тонких жидкокристаллических пленках». доктор философии Диссертация . Бибкод : 1989PhDT........41A .
^ Пэченс, Дж. М.; Амадор, С; Маниара, Дж; Вандеркой, Дж; Даттон, Польша; Блази, Дж. К. (август 1990 г.). «Ориентация и латеральная подвижность цитохрома с на поверхности ультратонких липидных многослойных пленок» . Биофизический журнал . 58 (2): 379–389. Бибкод : 1990BpJ....58..379P . дои : 10.1016/S0006-3495(90)82384-5 . ISSN 0006-3495 . ПМК 1280979 . ПМИД 2169915 .
^ Окс, Майкл Ф.; Замани, Марджон; Гомеш, Густаво Майя Родригес; Де Оливейра Нето, Раймундо Кардосо; Кейн, Сюзанна Амадор (2017). «Краткий обзор: хищники ищут добычу, используя случайные повороты головы | Запросить PDF» . Аук . 134 : 104–115. дои : 10.1642/AUK-15-230.1 .
^ «Взгляд на охоту на хищников с высоты птичьего полета» . ScienceDaily . Проверено 9 января 2019 г.
^ Томпсон, Хелен (17 ноября 2016 г.). «В некотором смысле ястребы охотятся, как люди» . Новости науки . Проверено 9 января 2019 г.
^ Кейн, Сюзанна; Фултон, Эндрю Х; Розенталь, Ли Дж (15 января 2015 г.). «Когда нападают ястребы: видео исследования на животных преследований ястребов-тетеревятников и стратегий уклонения от добычи» . Журнал экспериментальной биологии . 218 (2): 212–22. дои : 10.1242/jeb.108597 . ПМК 4302165 . ПМИД 25609783 .
^ Горман, Джеймс (2 марта 2015 г.). «Природные истребители с машущими крыльями» . Нью-Йорк Таймс . ISSN 0362-4331 . Проверено 10 января 2019 г.
^ Найт, Кэтрин (15 января 2015 г.). «Раскрыты стратегии охоты на тетеревятника и уклонения от добычи» . Журнал экспериментальной биологии . 218 (2): 161. дои : 10.1242/jeb.118539 . ISSN 1477-9145 .
^ Найт, Кэтрин (15 января 2014 г.). «Соколы отгоняют добычу на перехват» . Журнал экспериментальной биологии . 217 (2): 157. дои : 10.1242/jeb.101238 . ISSN 1477-9145 .
^ Стоктон, Ник (22 января 2015 г.). «Научная графика недели: взгляд на охоту глазами хищника» . Проводной . ISSN 1059-1028 . Проверено 10 января 2019 г.
^ Образец, Ян (16 января 2014 г.). « Камера «Сокол» показывает, как хищные птицы приближаются, чтобы убить» . Хранитель . ISSN 0261-3077 . Проверено 10 января 2019 г.
^ Кейн, Сюзанна Амадор; Монтгомери, Роберт; Заяц, Джеймс Ф.; Маккроссан, Оуэн; Дакин, Рослин (27 апреля 2016 г.). «Биомеханика дисплея павлина: как структура пера и резонанс влияют на мультимодальную передачу сигналов» . ПЛОС ОДИН . 11 (4): e0152759. Бибкод : 2016PLoSO..1152759D . дои : 10.1371/journal.pone.0152759 . ISSN 1932-6203 . ПМЦ 4847759 . ПМИД 27119380 .
^ Горман, Джеймс (27 апреля 2016 г.). «Павлины не просто показывают перья, они ими гремят» . Нью-Йорк Таймс . ISSN 0362-4331 . Проверено 10 января 2019 г.
^ «Павлины, гремящие поездами, — это биомеханические чудеса» . Д-бриф . 27 апреля 2016 г. Проверено 10 января 2019 г.
^ Томпсон, Хелен (12 апреля 2017 г.). «Павлины тверкают, тряся хвостовыми перьями» . Новости науки . Проверено 10 января 2019 г.
^ Монтгомери, Роберт; Дакин, Рослин (1 сентября 2013 г.). «Глаз за пятно: как переливающиеся глазки оперения влияют на успех спаривания павлинов» . Поведенческая экология . 24 (5): 1048–1057. дои : 10.1093/beheco/art045 . ISSN 1045-2249 .
^ Йонг, Эд (21 декабря 2018 г.). «Ухаживающий павлин может издалека покачать партнеру головой» . Атлантика . Проверено 10 января 2019 г.
^ Дакин, Рослин; Беверен, Дэниел Ван; Кейн, Сюзанна Амадор (28 ноября 2018 г.). «Биомеханика хохолка павлина обнаруживает частоты, настроенные на социальные проявления» . ПЛОС ОДИН . 13 (11): e0207247. Бибкод : 2018PLoSO..1307247K . дои : 10.1371/journal.pone.0207247 . ISSN 1932-6203 . ПМК 6261573 . ПМИД 30485316 .
^ Аллен, Майкл (28 ноября 2018 г.). «Наблюдайте, как павлин привлекает внимание самки, заставляя ее голову вибрировать» . Наука | АААС . Проверено 10 января 2019 г.
^ «Архив товарищей APS» . www.aps.org . Проверено 28 сентября 2020 г.

[1] Амадор, Сюзанна Мари (1989). «Оптические и рентгеновские исследования критических явлений в тонких жидкокристаллических пленках». доктор философии Диссертация . Бибкод : 1989PhDT........41A .

[2] Пэченс, Дж. М.; Амадор, С; Маниара, Дж; Вандеркой, Дж; Даттон, Польша; Блази, Дж. К. (август 1990 г.). «Ориентация и латеральная подвижность цитохрома с на поверхности ультратонких липидных многослойных пленок» . Биофизический журнал . 58 (2): 379–389. Бибкод : 1990BpJ....58..379P . дои : 10.1016/S0006-3495(90)82384-5 . ISSN 0006-3495 . ПМК 1280979 . ПМИД 2169915 .

[3] Окс, Майкл Ф.; Замани, Марджон; Гомеш, Густаво Майя Родригес; Де Оливейра Нето, Раймундо Кардосо; Кейн, Сюзанна Амадор (2017). «Краткий обзор: хищники ищут добычу, используя случайные повороты головы | Запросить PDF» . Аук . 134 : 104–115. дои : 10.1642/AUK-15-230.1 .

[4] «Взгляд на охоту на хищников с высоты птичьего полета» . ScienceDaily . Проверено 9 января 2019 г.

[5] Томпсон, Хелен (17 ноября 2016 г.). «В некотором смысле ястребы охотятся, как люди» . Новости науки . Проверено 9 января 2019 г.

[6] Кейн, Сюзанна; Фултон, Эндрю Х; Розенталь, Ли Дж (15 января 2015 г.). «Когда нападают ястребы: видео исследования на животных преследований ястребов-тетеревятников и стратегий уклонения от добычи» . Журнал экспериментальной биологии . 218 (2): 212–22. дои : 10.1242/jeb.108597 . ПМК 4302165 . ПМИД 25609783 .

[7] Горман, Джеймс (2 марта 2015 г.). «Природные истребители с машущими крыльями» . Нью-Йорк Таймс . ISSN 0362-4331 . Проверено 10 января 2019 г.

[8] Найт, Кэтрин (15 января 2015 г.). «Раскрыты стратегии охоты на тетеревятника и уклонения от добычи» . Журнал экспериментальной биологии . 218 (2): 161. дои : 10.1242/jeb.118539 . ISSN 1477-9145 .

[9] Найт, Кэтрин (15 января 2014 г.). «Соколы отгоняют добычу на перехват» . Журнал экспериментальной биологии . 217 (2): 157. дои : 10.1242/jeb.101238 . ISSN 1477-9145 .

[10] Стоктон, Ник (22 января 2015 г.). «Научная графика недели: взгляд на охоту глазами хищника» . Проводной . ISSN 1059-1028 . Проверено 10 января 2019 г.

[11] Образец, Ян (16 января 2014 г.). « Камера «Сокол» показывает, как хищные птицы приближаются, чтобы убить» . Хранитель . ISSN 0261-3077 . Проверено 10 января 2019 г.

[12] Кейн, Сюзанна Амадор; Монтгомери, Роберт; Заяц, Джеймс Ф.; Маккроссан, Оуэн; Дакин, Рослин (27 апреля 2016 г.). «Биомеханика дисплея павлина: как структура пера и резонанс влияют на мультимодальную передачу сигналов» . ПЛОС ОДИН . 11 (4): e0152759. Бибкод : 2016PLoSO..1152759D . дои : 10.1371/journal.pone.0152759 . ISSN 1932-6203 . ПМЦ 4847759 . ПМИД 27119380 .

[13] Горман, Джеймс (27 апреля 2016 г.). «Павлины не просто показывают перья, они ими гремят» . Нью-Йорк Таймс . ISSN 0362-4331 . Проверено 10 января 2019 г.

[14] «Павлины, гремящие поездами, — это биомеханические чудеса» . Д-бриф . 27 апреля 2016 г. Проверено 10 января 2019 г.

[15] Томпсон, Хелен (12 апреля 2017 г.). «Павлины тверкают, тряся хвостовыми перьями» . Новости науки . Проверено 10 января 2019 г.

[16] Монтгомери, Роберт; Дакин, Рослин (1 сентября 2013 г.). «Глаз за пятно: как переливающиеся глазки оперения влияют на успех спаривания павлинов» . Поведенческая экология . 24 (5): 1048–1057. дои : 10.1093/beheco/art045 . ISSN 1045-2249 .

[17] Йонг, Эд (21 декабря 2018 г.). «Ухаживающий павлин может издалека покачать партнеру головой» . Атлантика . Проверено 10 января 2019 г.

[18] Дакин, Рослин; Беверен, Дэниел Ван; Кейн, Сюзанна Амадор (28 ноября 2018 г.). «Биомеханика хохолка павлина обнаруживает частоты, настроенные на социальные проявления» . ПЛОС ОДИН . 13 (11): e0207247. Бибкод : 2018PLoSO..1307247K . дои : 10.1371/journal.pone.0207247 . ISSN 1932-6203 . ПМК 6261573 . ПМИД 30485316 .

[19] Аллен, Майкл (28 ноября 2018 г.). «Наблюдайте, как павлин привлекает внимание самки, заставляя ее голову вибрировать» . Наука | АААС . Проверено 10 января 2019 г.

[20] «Архив товарищей APS» . www.aps.org . Проверено 28 сентября 2020 г.

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]

[8]

[9]

[10]

[11]

[12]

[13]

[14]

[15]

[16]

[17]

[18]

[19]

[20]