Białe jaszczurki w białych piaskach • Alyona Shurpitskaya • Obraz naukowy dnia na temat "żywiołów" • Herpetologia

Białe jaszczurki w białych piaskach

Na zdjęciu – dostrzeżona głucha iguana (Holbrookia maculata) w Parku Narodowym White Sands (patrz pomnik narodowy White Sands) w Nowym Meksyku. Powierzchnia ta wynosi 710 mkw. km pokryta jest warstwą gipsu, którym jest wodny siarczan wapnia. Życie na białej, gipsowej pustyni spowodowało, że jaszczurki zmieniły zazwyczaj brązowy kolor na prawie biały.

Mapa pokazuje granice wyschniętego Otero paleo-jeziora, równiny solnej (płaskowyżu Alkali), jeziora Lucero i obszaru białych wydm gipsowych. Obraz z www.differenttrails.com

Wcześniej obszar ten był zajęty przez Morze Perm, które wyschło i pozostawiło warstwę skał osadowych. W wyniku procesów tektonicznych doszło do rozłamu i utworzono dolinę Tularosa, ograniczoną do gór San Andres i Sacramento od zachodu i wschodu. W ostatniej epoce lodowcowej, 24-2000 lat temu, klimat stał się bardziej wilgotny, deszcz i topniejący śnieg opadający z grzbietów, wsadził gips do doliny i utworzył jezioro. W ten sposób powstało starożytne jezioro Otero, które zajmowało prawie całą dolinę Tularosa.

Potem klimat zmienił się dramatycznie, zrobiło się sucho i ciepło, jezioro Otero zaczęło się topić i 4000 lat temu całkowicie wyschło. Pozostawił znacznie mniejsze jezioro Lucero, wypełnione wodą w czasie pory deszczowej i ogromną solną równinę (zobAlkaliczny płaski). Teraz jest głównym składnikiem kryształów gipsu – selenitów. Woda i dominujące południowo-zachodnie wiatry zamieniają selenity w piasek i kierują je na północny wschód, pokrywając terytorium białymi wydmami i dyktując warunki ich mieszkańcom.

Powyżej – wydmy gipsowe Parku Narodowego White Sands, poniżej – Kryształy selenitu w miejscu suszenia jezior (patrz płaskie alkalia). Zdjęcia z npr.org

Oprócz głuchej iguany, w White Sands są jeszcze dwa gatunki jaszczurek: płot iguana Coles (Sceloporus cowlesi) i pasiastą jaszczurkę biczową, którą niektórzy autorzy uważają za podgatunek Aspidoscelis inornata gypsi, podczas gdy inne są izolowane w oddzielnej formie Aspidoscelis gypsi. Wszystkie te jaszczury przystosowały się do życia na białej pustyni gipsowej, a z punktu widzenia ewolucji działo się to dość szybko: wiek białych piasków w Tularoz wynosi tylko około siedmiu tysięcy lat.

Niektóre jaszczurki, takie jak kameleony i anole, są w stanie zmienić kolor w odpowiedzi na bodźce zewnętrzne (stres, temperatura, kolor podłoża), redystrybucję pigmentu między warstwami skóry. Jest to plastyczność fenotypowa – zdolność do zmiany cechy bez zmiany genotypu. Białe jaszczurki mogą również w pewnym stopniu zmienić kolor skóry, gdy zmienia się temperatura otoczenia,jednakże zmiana kardynalna z brązowej na białą lub szarą wynika z mutacji genetycznych. Co ciekawe, wykorzystując te gatunki jako przykład, możemy jednocześnie obserwować kilka wiodących mechanizmów ewolucji: mutację – trwałą zmianę w genomie, rozbieżność – rozbieżność postaci w wyniku zmiany siedlisk i konwergencji – podobny rozwój cech u różnych taksonów żyjących w podobnych warunkach.

Aspidoscelis gypsi: po lewej – indywidualne życie w White Sands, po prawej – wariant normy. Zdjęcie z mvz.berkeley.edu

Wszystkie trzy jaszczury mają mutacje w genie kodującym białko Mc1rodpowiedzialny za syntezę melaniny ciemnego pigmentu – tylko różne gatunki są zastępowane przez różne aminokwasy. W ogrodzeniu iguana zmniejsza to zdolność Mc1r do integracji w ścianie komórkowej melanocytów, a jaszczurka z jaja kurzego zmniejsza zdolność receptora do transformacji sygnału. Okazuje się, że nawet mutacje jednego genu mogą mieć inny mechanizm, ale ostatecznie prowadzą do tego samego rezultatu: synteza melaniny zostaje przerwana, a jaszczurki rozjaśnione. W podgatunkach nakrapianej głuchej iguany H. maculata ruthveni również zastępując jeden z aminokwasów w Mc1rale nie wiadomo jeszcze, jaki mechanizm jest stosowany do zmiany koloru i czy ten gen jest zaangażowany w ten proces.

Zmiany te są również dziedziczone na różne sposoby: dominującą cechą jest jasna skóra płotowej iguany, tzn. Tylko jeden z rodziców ma raczej zmutowany gen. Pasiasta jaszczurka biczowa ma tę samą cechę recesywną – na poziomie genów powinna być obecna u obojga rodziców, chociaż może nie pojawić się na zewnątrz. Takie różnice w dziedziczeniu mogą wpływać na jasność kolorów, szybkość adaptacji i przepływ genów, a ostatecznie – na tempo specjacji w nowych warunkach.

Aspidoscelis gypsi (po lewej) i Holbrookia maculata ruthveni. W rejonie ekotonu (wąska opaska granicząca z pustynią White Sands, gdzie ciemne podłoże przeplata się z gipsowymi skałami osadowymi), legendarne głuche legwany mają przeważnie biały kolor. Kolor dwóch innych gatunków w ekotonie jest ciemniejszy, co wskazuje na przepływ genów między ich jasnymi i ciemnymi populacjami. Zdjęcia z hiveminer.com

W wyniku adaptacji do nowego środowiska zmieniła się nie tylko kolor tła skóry, ale także inne cechy anatomiczne. Wlotowa iguana zwiększyła rozmiar głowy i siły ukąszenia – jako adaptacja do bardziej sztywnych obiektów paszowych zamieszkujących Białe Piaski.I same jaszczurki stały się nieco większe, a wraz z nimi zwiększyła się wielkość plamek sygnałowych, które odgrywają dominującą rolę w interakcjach społecznych, zarówno wewnątrzgatunkowych, jak i międzygatunkowych. Kolor tych plamek również się zmienił we wszystkich trzech gatunkach jaszczurek. Ploty są odpowiedzialne za agresję względem siebie nawzajem, jak również za ustalenie zachowania interseksualnego. U kobiet plamy sygnałowe są mniejsze niż u mężczyzn, a u mężczyzn rasy brązowej – mniej niż u białych. Dlatego samce z legii White Sands zabierają samce rasy browns i zaczynają się nimi opiekować, zamiast chronić swoje terytorium. Ale mężczyźni z głuchoniemej iguany, także skupiając się na sygnałach, wręcz przeciwnie, pozostają wierne swoim kobietom, nawet jeśli barwią sobie plecy na brązowo. Dlatego przepływ genów między populacjami głuchej iguany spotted jest zredukowany do niemal zera, to znaczy, zwierzęta z White Sands praktycznie nie przecinają się z ich odpowiednikami żyjącymi poza granicą pustyni. W związku z tym fenotypowa dywergencja (różnica w wyglądzie) między nimi jest maksymalna. Pozostałe dwa gatunki mają wiele kolorów przejściowych.

Holbrookia maculata ruthveni pokazuje miejsca sygnału.Zdjęcie z nmherpsociety.org

Wraz z kolorem skóry zachowanie jaszczurek zmieniło się. W przeciwieństwie do swoich odpowiedników o normalnym zabarwieniu, jaszczurki White Sands wygrzewają się w otwartych miejscach częściej i dłużej i podróżują na większe odległości. Jednocześnie są mniej ostrożni, później zauważają drapieżnika, ale uciekają znacznie częściej. Być może wynika to z faktu, że gęstość naturalnych wrogów w Białych Piaskach jest mniejsza, dlatego życie jaszczurek tutaj jest spokojniejsze. Albo fakt, że biały piasek gipsowy silnie odbija światło słoneczne, co może wpływać na ostrość wzroku i postrzeganie ruchów.

Oprócz białych jaszczurek w Białych Piaskach w Nowym Meksyku biegają białe bluzy Perognathus flavescensi białe łopaty skrzydeł (Scaphiopus couchii) je białe świerszcze Ammobaenites phrixocnemoides. Jednak nie wszystkie zwierzęta w White Sands stały się białe. Występują całkiem zwyczajnie malowane kojoty, lisy, borsuki, około dwustu gatunków ptaków, a nawet jeden rodzaj ryb – Cyprinodon tularosanie wspominając o mnóstwie bezkręgowców. Wiele z nich jest nocnych lub korzysta z kryjówek, ukrywając się przed nieznośnym żarem dnia i wrogami.

Pustynia gipsowa jest poważnym testem wytrzymałości, jednak ci, którzy byli w stanie się do niej przystosować, otrzymują ogromne korzyści w postaci drapieżników o niskiej gęstości i słabej konkurencji międzygatunkowej.A dla naukowców White Sands jest magazynem do badania mechanizmów ewolucji, które praktycznie działają na naszych oczach.

Zdjęcie © Yuri Chelomin.

Alyona Shurpitskaya


Like this post? Please share to your friends:

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: