اکولوژیست های دانشگاه میشیگان و همکارانشان به سوالی پاسخ داده اند که بیش از یک قرن است که زیست شناسان را متحیر کرده است: عامل اصلی تعیین کننده توانایی مارمولک در ریختن دم هنگام حمله شکارچیان چیست؟
پاسخ در یک کلام: Venom.
ریزش دم، که توسط دانشمندان به عنوان اتوتومی دمی شناخته می شود، یک دفاع رایج ضد شکارچی در بین مارمولک ها است. هنگامی که مورد حمله قرار می گیرند، بسیاری از مارمولک ها زائده چرخان را رها می کنند و فرار می کنند. شکارچی اغلب با دم جشن می گیرد در حالی که مارمولک خوش شانس به سمت امن می دود.بعداً، مارمولک به سادگی یک دم جدید رشد می کند.
سهولت ریختن دم مارمولک ها از گونه ای به گونه دیگر و از مکانی به مکان دیگر متفاوت است. برای بیش از یک قرن، زیست شناسان مشکوک بودند که این تغییرات عمدتاً توسط فشار شکارچی کنترل می شود: با افزایش تعداد مارمولک خواران محلی، نیاز به این مکانیسم دفاعی موثر نیز افزایش می یابد.
وقتی مارمولک‌ها در کنار بسیاری از موجودات زندگی می‌کنند که مشتاق بلعیدن آنها هستند، احتمال بیشتری وجود دارد که توانایی ریختن دم‌های خود را به راحتی پیدا کنند، زیرا این ویژگی آنها را قادر می‌سازد تا آنقدر زنده بمانند تا تولید مثل کنند و ژن‌های خود را به نسل بعدی منتقل کنند. نسل.
با این حال، از دست دادن دم هزینه های بلندمدت، از جمله اختلال در تحرک، موقعیت اجتماعی پایین تر و نرخ رشد کندتر را به همراه دارد. بنابراین از دیدگاه تکاملی، حفظ توانایی دم‌ریزی تنها در صورتی منطقی است که شکارچیانی در اطراف وجود داشته باشند.
تیم به رهبری U-M تصمیم گرفت ایده دیرینه فشار شکارچی را با استفاده از ترکیبی هوشمندانه از آزمایش‌های آزمایشگاهی و اندازه‌گیری‌های میدانی انجام شده در سرزمین اصلی یونان و چندین جزیره دور از ساحل دریای اژه که توسط ترکیب‌های مختلف شکارچیان ساکن هستند، آزمایش کند.
نتیجه گیری آنها؟ فرضیه فشار شکارچی، اگرچه به طور کلی درست است، اما با پیچش غیرمنتظره ای همراه است: همه شکارچیان یکسان خلق نمی شوند.
یوهانس فوفوپولوس، بوم‌شناس مهره‌داران U-M، یکی از نویسندگان مطالعه‌ای که این هفته به صورت آنلاین در مجله Evolution منتشر شد، گفت: «تنها شکارچیانی که واقعاً اهمیت دارند افعی‌ها هستند.»فوفوپولوس، استادیار دانشکده منابع طبیعی و محیط زیست و گروه بوم شناسی و زیست شناسی تکاملی، گفت: «در دریای اژه، افعی ها شکارچیان تخصصی مارمولک هستند. "بنابراین، در نگاه به گذشته منطقی است که دفاع اولیه مارمولک ها علیه دشمن اصلی آنها، افعی، هدف قرار گیرد. اما هیچ کس تا کنون این ارتباط را برقرار نکرده بود."
فوفوپولوس گفت که این نتیجه را شاید بتوان به بهترین نحو با ویژگی های حملات افعی توضیح داد. هنگامی که شکارچیان غیر سمی حمله می کنند، ریختن دم تنها در موارد نسبتاً نادری مفید است که دم توسط شکارچی محکم گرفته شود.
اما وقتی افعی نیش هایش را بیرون می آورد و ضربه می زند، حتی تماس نگاهی به دم مارمولک نیز می تواند دوز کشنده ای از سم را تزریق کند. در این صورت، توانایی ریختن دم در عرض چند ثانیه - قبل از رسیدن سم به اندام های حیاتی مارمولک - تبدیل به یک ماده مرگ یا زندگی می شود.
فوفوپولوس گفت: «دُم خود را گم می‌کنی، اما با جان خود می‌روی». "و شما همیشه می توانید یک دم دیگر رشد کنید."
اگرچه این مطالعه در منطقه مدیترانه انجام شد، فوفوپولوس گفت که او مشکوک است که نتایج در سایر نقاط جهان مانند جنوب غربی آمریکا یا استرالیا - که در آن مارمولک ها با مارهای سمی همزیستی می کنند، اعمال شود.
سرزمین اصلی یونان و هزاران جزیره فراساحلی دریای اژه مکانی ایده‌آل برای مطالعه چگونگی شکل‌گیری تکامل جمعیت‌های جانوران جدا شده است و هر گروه با شرایط خاص جزیره زادگاهش سازگار می‌شود. این وضعیت یادآور مطالعه داروین در مورد تغییرات منقار فنچ در جزایر گالاپاگوس است.
میلیون‌ها سال پیش، زمانی که سطح دریاها پایین‌تر از امروز بود، جزایر دریای اژه بخشی از سرزمین اصلی بودند و کل منطقه تنوع مشابهی از شکارچیان مارمولک را داشت. امروزه، این شکارچیان شامل پستاندارانی مانند روباه و شغال، و همچنین افعی ها و پرندگانی مانند شاهین، شاهین، شیک، کلاغ و زاغ هستند.
در طول هزاره ها، سطح دریاها بالا رفت و هزاران جزیره در دریای اژه تشکیل شد. به تدریج، تنوع جمعیت شکارچیان در آن جزایر کاهش یافت. امروزه، برخی از جزایر دریای اژه عاری از افعی هستند.
تیم سرپرستی U-M به دنبال همبستگی بین میزان اتوتومی و وجود یا عدم وجود انواع مختلف شکارچیان مارمولک در 10 محل جمع آوری این مطالعه بود. میزان اتوتومی معیاری است برای سنجش سهولت دم‌های مارمولک‌ها. هر چه این میزان بیشتر باشد، دم راحت‌تر از بدن جدا می‌شود.
تنها سیگنال قوی که از مطالعه ظاهر شد، پیوند به افعی ها بود.
تیم دریافتند که جزایر عاری از افعی محل زندگی مارمولک هایی است که تا حد زیادی توانایی ریختن دم خود را از دست داده اند. بالعکس، تمام مکان‌هایی که افعی‌ها زنده مانده‌اند، توسط مارمولک‌هایی با میزان خودکاری بالا زندگی می‌کنند.
این مطالعه شامل بیش از 200 مارمولک حشره خوار از 15 گونه بود که اندازه اکثر آنها از پوزه تا نوک دم 5 تا 8 اینچ بود.
برای اندازه گیری میزان اتوتومی، محققان مشاهدات میدانی و اندازه گیری های آزمایشگاهی را ترکیب کردند. در مزرعه، مارمولک هایی که دم های خود را ریخته و دم های جدید رشد کرده اند را می توان از مارمولک هایی که دم اصلی خود را حفظ کرده اند، تشخیص داد.
در آزمایشگاه، محققان از کولیس استفاده کردند تا به آرامی دم مارمولک ها را با سطح استاندارد فشار به مدت 15 ثانیه نیشگون بگیرند. نرخ اتوتومی آزمایشگاهی برای هر گونه به عنوان کسری از مارمولک هایی که دم خود را در طول این روش می ریزند بیان شد.
درک توزیع توانایی خودکار دم در میان جمعیت های مختلف مارمولک کاربردهای عملی مهمی برای زیست شناسان حفاظت دارد.به دلیل اهمیت اصلی دم ریختن به عنوان دفاعی در برابر شکارچیان، بیان این توانایی می تواند به پیش بینی اینکه کدام جمعیت مارمولک در برابر ورود تصادفی شکارچیان غیربومی آسیب پذیرتر هستند کمک کند.
همانطور که انقراض جزایر در سایر بخش‌های مدیترانه نشان داده است، مارمولک‌هایی که این ظرفیت را از دست داده‌اند، برای دفاع از خود مجهز نیستند و به سرعت تسلیم مارهای مهاجم می‌شوند.
نویسنده اصلی مقاله Evolution Panagiotis Pafilis از SNRE بود. نویسندگان همکار فوفوپولوس، نیکولاس پولاکاکیس از دانشگاه ییل، پتروس لیمبراکیس از موزه تاریخ طبیعی کرت و افستراتیوس والاکوس از دانشگاه آتن هستند.
بودجه برای این مطالعه توسط دانشکده منابع طبیعی و محیط زیست U-M و برنامه یونانی مدرن U-M ارائه شد.
