От дергающихся ящериц до шумных лягушек: адаптация часто оказывается выживанием самых странных
Под влиянием климатических изменений и глобализации мир становится меньше, жарче, шумнее и страннее, что заставляет виды быстро адаптироваться, считает Трейси Лэнгкилд, доцент биологии.
«Я думаю, скорость изменения окружающей среды возрастает. Даже если мир никогда не был статичным, эти животные сталкиваются с более драматичными и быстрыми переменами, чем когда-либо прежде».
Адаптации происходят прямо сейчас, иногда прямо на наших задних дворах. Лаборатория Лэнгкилд изучает, как инвазивные виды, например, агрессивные огненные муравьи и крикливые кубинские квакши, заставляют аборигенные виды на юге США адаптироваться или погибнуть.
Не просто стой там, сделай что-нибудь
Восточные заборные игуаны, обитающие на юго-востоке США, полагались на камуфляж и полную неподвижность при угрозе. Эта стратегия работала тысячелетиями, пока в их среду обитания не проникли огненные муравьи (вероятно, попавшие в грузовых контейнерах из Южной Америки). Муравьи не обманываются неподвижностью и сразу начинают кусать ящериц, что может привести к их гибели.
Однако некоторые ящерицы выработали адаптивную реакцию — судорожные подергивания.
«Чем дольше ящерицы живут рядом с огненными муравьями, тем чаще они делают то, чего мы от них и ожидаем: дергаются, сбрасывают муравьев и убегают. Это естественная реакция на муравьев, но поскольку ящерицы раньше с ними не сталкивались, у них не было этого инстинкта, и адаптация заняла время».
Исследователи заметили, что в недавно заселенных муравьями районах лишь небольшая часть ящериц спасается подергиваниями. В Алабаме, где муравьи живут десятилетиями, такое поведение демонстрируют почти 80% ящериц.
Некоторые ящерицы меняются и физически: в районах с муравьями у них длиннее задние конечности.
«Они вылупляются из яиц уже с более длинными ногами. Это позволяет им дальше отбрасывать муравьев и совершать более резкие движения телом».
Другие адаптации: детеныши ящериц на территории муравьев часто избегают их есть, тогда как незнакомые с насекомым ящерицы поедают их и могут погибнуть, съев слишком много.
Лэнгкилд задается вопросом, есть ли у этих изменений эволюционная цена. Например, более длинные ноги могут нарушить баланс при лазании.
По мере потепления климата огненные муравьи продвигаются дальше на север, что может заставить и северных ящериц научиться «дергаться, чтобы выжить».
Передача стресса следующим поколениям
Исследователи находят свидетельства того, что стресс от изменяющейся среды передается новым поколениям.
«У нас есть некоторые доказательства, что у находящихся в стрессе матерей рождаются другие детеныши. Если мать испытывает стресс во время формирования яиц, ее детеныши могут рождаться крупнее и расти быстрее — она как бы "заряжает" их, чтобы они справлялись со стрессовыми ситуациями».
Сложно определить, вызвано ли появление таких «заряженных» детенышей эволюцией (генетическими изменениями) или влиянием стресса на поведение и физиологию матерей (питание, передача питательных веществ яйцам, режим обогрева). Повышенный уровень гормонов стресса также может повлиять на развитие эмбриона.
Глобальное изменение громкости
Вред окружающей среде наносит не только загрязнение воздуха и воды, но и шум. Мир становится все более шумным местом, и дело не только в технике и промышленности.
«Мы также изучаем шум, связанный с интродуцированными видами».
Лаборатория исследует, как кубинские квакши (длиной от 3.5 до 5.5 дюймов, способные менять цвет) влияют на аборигенные виды в США. Эти «плохие соседи» оглушают округу громкими хриплыми криками.
«Для видов, которые полагаются на звук — чтобы услышать хищника или призыв партнера, — шумная среда может стать проблемой».
Аборигенные лягушки могут адаптироваться, начав кричать громче, чтобы их услышали потенциальные партнеры поверх шума квакш. Но при этом они могут выдать себя большему числу хищников.
Возвращение к истокам странности?
Простым решением проблемы дергающихся ящериц, шумных лягушек и прочей странности могло бы стать возвращение среды в исходное состояние. Однако, как яйцо, окружающую среду гораздо легче разбить, чем собрать обратно.
Даже если инвазивные виды будут уничтожены в каком-то районе, все может не вернуться к норме. Успешная адаптация часто имеет непредвиденные издержки. Виды, сумевшие адаптироваться к изменениям от захватчиков, могут обнаружить, что некоторые адаптации имеют негативные последствия.
Лэнгкилд надеется, что работа ее лаборатории поможет понять, как управлять дикой природой в эпоху усиления экологических изменений.
«Если мы хорошо поймем, какие виды могут адаптироваться — как эти ящерицы — а какие нет, то мы сможем начать расставлять приоритеты. У нас ограниченное время, усилия и средства, которые можно вложить в управление».
Изучение взаимодействия интродуцированных и аборигенных видов — это способ увидеть эволюцию в реальном времени.
«Это как иметь машину времени».