Беше август 2017 г., няколко дни преди катастрофален ураган да премине през малкия остров на Карибите остров на турци и кайкоси, а някои жители бяха ужасно неподготвени. Докато островитяните бяха заети с оборудването на къщи или излитащите извън страната, на много от ендемичните островни гущери липсваха еволюционните котлети, за да се справят с идващия потоп.
Колин Донихуе, докторант от Националната научна фондация от Харвардския университет, и неговите колеги току-що завършиха проучване, в което те заснеха, заловиха и измериха анонимите на турци и кайкоси в опит да разберат дали е планирано изкореняване на инвазивни черни плъхове на островите биха имали някакъв ефект върху поведението и телата на гущерите.
Всички вървяха по план до четири дни след като Донихе замина. Ураганът Ирма удари Туркс и Кайкос, преди да се движи на северозапад, за да нанесе удар върху континенталната част на Флорида, след това опустошителната му следа беше последвана около две седмици от урагана Мария, който ще продължи да порази Пуерто Рико и Доминика.
Изследователят веднага беше загрижен за колеги, работещи по други аспекти на проекта за ликвидиране на плъхове. Но след като първоначалните заплахи утихнаха, мислите му се насочиха към науката - изследването на гущерите, на което бе помогнал да проведе дни преди, предостави рядка възможност да се определи не само какви са ефектите на бурите върху популацията на гущерите, но и кои характеристики на най-добре оборудваните гущери за оцеляване бурята.
„Разбрахме, че сме в уникална позиция и последно погледнахме тези гущери“, казва той. Шест седмици след като Донихю напусна, той отново се оказа на острова, повтаряйки своите измервания на гущер.
Местоположението на Pine Cay и Water Cay по отношение на ураганите Irma и Maria. На 8 септември 2017 г. ураганът Ирма директно удари турци и кайкоси (черен кръг). Две седмици по-късно, на 22 септември, архипелагът в Западната Индия отново е ударен, този път от урагана Мария. (Donihue et al. Данни от картата: Google, © 2018 DigitalGlobe) Той и неговите колеги откриха, че много от гущерите не са преживели бурята, а тези, които вероятно са го направили благодарение на ключови разлики в телесните им пропорции.
Докато други изследвания разглеждат ефектите на ураганите върху животни като птици, жаби и примати, те най-вече се справят с последствията, тъй като за изследователите е трудно да предскажат пътя на бъдещите бури. Donihue казва, че това ново изследване, публикувано днес в списанието Nature , е първоначален поглед върху преди и след физическите черти на населението.
„Това, което сме документирали, е силен случай на естествена селекция поради урагана“, казва Донихе.
И при двете пътувания те проведоха изследването, като извървяха трансекти през два малки острова в Търкс и Кайкос - Pine Cay и Water Cay. Те щяха да хващат гущери по тези пътеки, използвайки дълги стълбове, оборудвани с хлъзгащи възли на края. При първото пътуване те отвели около 70 гущера обратно в лабораторията и измерили различните им части на тялото.
Гущерите Anolis имат специализирани върхове, които им позволяват да се прилепват към гладки повърхности. Изследователите направиха макро снимки на върховете и измериха повърхността им. Те открили, че върховете на оцелелите гущери след урагана са значително по-големи от тези от преди. (Колин Донихе) При пътуването на връщане Донихе казва, че е станал свидетел на значителни опустошения, както по отношение на човешки структури, така и по дървета и пустинята, с разрушени покриви от къщи, преобърнати дървета и растителност, лишена от листата му. Изследователите работиха значително по-усилено, за да хванат достатъчно гущери поради относителния недостиг на анолите, но в крайна сметка се оказаха над 90.
Средно установили, че оцелелите са по-малки и имат различни физически характеристики.
Възглавничките на предните крака са били с около 9 процента по-големи, докато задните възглавници са с около 6 процента по-големи. Donihue казва, че по-големите накладки на пръстите на краката биха били от решаващо значение, тъй като придатъците, подобни на гекони, биха им позволили да подобрят сцеплението върху клоните или листата пред вятъра на ниво ураган.
Учените установили, че предните крака на оцелелите са средно с около 2 процента по-дълги, но те били изненадани, когато задните крака са били с около 6 процента по-къси.
За да разберат защо, те проведоха друг експеримент върху заловените аноли, за да видят техните стратегии за оцеляване. Те пускат вятърни нива на ураган, използвайки духалка за заснемане на аноли върху дървен костур, подобен на клон на дърво. Гущерите първо поставиха костура помежду си и след това вятърът оптимизира тялото им, за да получи най-малкото излагане на изкуствения венец. Те притиснаха ръцете си до тялото и притиснаха главите си надолу, но изследователите забелязаха, че задните им крака са видимо изложени на пълната сила на вятъра.
„С увеличаването на скоростта на вятъра все повече и повече, тези задни крака ще улавят все повече и повече вятър, като действат като платна, докато в крайна сметка задните крайници не се издухат от костура“, казва Донихю.
(В този експеримент не са пострадали никакви гущери и всички бяха пуснати до момента на първоначалното им улавяне.)
Анолите щяха да се задържат с предните си крайници известно време, преди да бъдат издухани и в подплатена стена отзад. „Никакви гущери не са пострадали, всички са върнати обратно до мястото им на задържане“, подчертава Донихю, но добавя, че по време на действителния ураган, гущерите с по-големи задни крака вероятно биха били издути в морето.
Той казва, че е възможно някои гущери с тези черти да са били взривени в питите и водните заливи по време на бурите, но това е малко вероятно. „Това е естествен подбор в действие“, казва той.
Все още снимки, показващи поведение на гущер в симулирани условия на силен вятър (Colin Donihue) Марта Муньос, професор по биология в Политехническия институт във Вирджиния и Държавния университет, който изучава гущери и саламандри, казва, че изследването е вълнуващо и „наистина готино“, тъй като показва пример за еволюция, настъпваща в реално време - нещо, което научната общност не е мислила възможно с гръбначни животни, докато проучване, публикувано през 2006 г., не показва как сушата може да повлияе на естествения подбор сред финците на Дарвин.
„Мисля, че обогатява нашето разбиране за това как организмите реагират и са повлияни от съвременния селективен натиск“, казва Муньос, който не е участвал в изследването на Донихюе.
Donihue казва, че трябва да се предприемат допълнителни изследвания, за да се види дали тази естествена селекция ще се разпростре върху следващото поколение аноли на турци и кайкоси, но Муньос не би се изненадал да види подобрен капацитет на прилепване в гущерите, които се движат напред.
„Еволюцията ни шокира с това колко бързо може да бъде“, казва тя. "Трябва ви само едно поколение, за да наблюдавате еволюцията, която се случва дори при гръбначни животни."
Donihue вярва, че е възможно анолосите да си възвърнат по-големите задни крака, тъй като в ежедневния живот тази черта им помага да скочат, за да избегнат хищници или да хванат плячка.
„Те са в тази постоянна обратна връзка в своята среда“, казва той и добавя, че тези, които са адаптирани към някои условия, може да не могат да оцелеят при други.
Дейвид Спилър, учен по проекта в Калифорнийския университет, Дейвис, който участва в проучване на ефекта на ураганите Ирен през 2011 г. и Санди през 2012 г. върху нивата на населението на кубински кафяви аноли ( anolis sagrei ) на малки острови на Бахамските острови, се тревожи че изменението на климата може да повлияе негативно на тази обратна връзка, ако ураганите станат по-чести и все по-разрушителни, както е предвидено.
„Ако нарушенията стават още по-чести, видовете няма да бъдат адаптирани толкова добре, колкото към тяхната среда“, казва Спилър, който не е участвал в проучването на Донихе. "Това ги избягва от равновесие."
Муньос се съгласява: „Ами ако чертите, които ви позволяват да оцелеете силно, са в конфликт с чертите, които обикновено са подбрани по други причини?“
