Kameleonilla on nelijalkaisista eläimistä lyhin elinikä
Lyhytikäinen kameleontti voi edistää ikääntymisen tutkimusta
Uusi löydetty laji on nelijalkaisista eläimistä lyhin elinikä
mongabay.com
30. kesäkuuta 2008
Harvinainen väriä vaihtava lisko elää hyönteismaista elämää, mutta voi auttaa tutkijoita ymmärtämään paremmin ikääntymisprosessia.
Uusi löydetty kameleonttieläinlaji elää sukkulamadon kaltaista elämää viettäen suurimman osan lyhyestä, vuoden mittaisesta elämästään munassaan, raportoivat tutkijat Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS) -lehdessä.
Labordin kameleontti (Furcifer labordi), lisko, jota tavataan vain Madagaskarin saarella, on ensimmäinen matelijalaji, jolla tiedetään olevan vuosittainen elinkaari. Maailman 28 300 tetrapodilajin eli nelijalkaisten selkärankaisten joukossa vain muutamalla lajilla on tämä piirre, mutta Furcifer labordilla on kaikista dokumentoiduista tetrapodilajeista lyhin havaittu elinikä.
”Huomionarvoista on, että tämä kameleontti viettää lyhyen vuotuisen elinkaarensa aikana enemmän aikaa munan sisällä kuin sen ulkopuolella”, kirjoittajat toteavat. Lajin kuoriutumisen jälkeinen elinikä on vain 4-5 kuukautta.
Tutkijat sanovat, että lajin löytö voi paitsi selittää, miksi lemmikkikameleontit kuolevat tunnetusti nopeasti, myös valottaa ikääntymisen, pitkäikäisyyden ja vanhenemisen hormonaalisia tekijöitä.
Radioseuranta-kameleontit
Aikuinen uros Labordin kameleontti (Furcifer labordi) Ranobesta, Lounais-Magadaskarilta. Karsten ym. raportoivat tämän kameleontin olevan yksivuotinen laji, ja sen elämänhistoria muistuttaa pikemminkin ohimeneviä hyönteisiä kuin muita maanpäällisiä selkärankaisia. Suurin osa sen koko eliniästä kuluu kehittyvänä munana. Image courtesy of Christopher J. Raxworthy
Tutkijat päätyivät näihin johtopäätöksiin havainnoimalla ja jäljittämällä radiolla yksittäisiä kameleontteja niiden luonnollisessa elinympäristössä – Madagaskarin kuivassa lounaisessa lounaisosassa – viiden vuoden ajan. Näyttää siltä, että kameleontit kuoriutuvat synkronisesti sadekauden alkaessa marraskuussa – kaikki kameleontit ovat suunnilleen samanikäisiä; suurempia poikasia ei ole. Poikaset kasvavat nopeasti, saavuttavat sukukypsyyden alle kahdessa kuukaudessa ja lisääntyvät tammi- ja helmikuussa. Lisääntymistä seuraa koko populaation laajuinen aikuiskuolema. Sen jälkeen munat viettävät seuraavat 8-9 kuukautta – kuivana kautena – kehittyen ennen kuin ne kuoriutuvat sadekauden saapuessa.
Löydökset olivat varsin odottamattomia pääkirjoittaja Kristopher B. Karsten, Oklahoman osavaltionyliopiston eläintieteilijä, kertoi mongabay.com-sivustolle sähköpostitse.
”Itse asiassa lähdin alun perin tutkimaan F. labordi -lajin sosiaalista käyttäytymistä ja alunperin myös monivuotisen lajin F. verrucosuksen sosiaalisia käyttäytymismuotoja”
,
kirjoitti Karsten. ”Mutta ensimmäiselle kaudelleni saavuin melko myöhään aktiivisena kautena (tammikuun lopulla) ja huomasin jotain todella outoa – löysin F. labordista vain aikuisia mutta en nuoria. Tässä vaiheessa ajattelin, että joko en ollut kovin hyvä havaitsemaan nuoria tai sitten niitä ei yksinkertaisesti ollut, mikä viittaisi siihen, että koko populaatio on samanikäinen. Sitten kauden lopussa havaitsimme populaation suuren laskun melko äkillisesti, mutta ei mitään merkkejä siitä, että tämä laji olisi menossa aestivationiin. Minulla alkoi todella olla aavistus, että kyseessä voisi olla yksivuotinen laji.
”Toisena vuonna saavuin paikalle paljon aikaisemmin, joulukuun puolivälissä”, hän jatkoi. ”Tuolloin löysimme vain vanhempia poikasia ja nuoria aikuisia. Koko kauden ajan näimme populaation vanhenevan samaa tahtia niin, että jälleen kerran ne olivat kaikki aikuisia, eikä lopussa ollut yhtään nuorta yksilöä. Ja jälleen näimme populaatiomäärien suuren laskun, mutta tällä kertaa pystyimme dokumentoimaan, että se johtui jonkinlaisesta selittämättömästä kuolleisuudesta (eli se ei johtunut saalistuksesta tai muusta fyysisestä vammasta). Olin jo alkanut olla vakuuttunut, mutta keräsimme vielä kahdelta vuodelta tietoja, mukaan luettuna parempi näytteenotto aktiivisen kauden alusta marraskuusta lähtien, ja sitten kuva tuli hyvin selväksi. Lähes 400 yksilön otoksesta ei löytynyt yhtään poikkeavaa yksilöä, joka olisi ollut ristiriidassa hypoteesimme kanssa.”
Lyhyt elinkaari sopeutuminen kuivaan ympäristöön?
Tutkijat eivät vielä tiedä, miksi lajilla on niin epätavallinen elinkaari, mutta he ehdottavat kahta vaihtoehtoa, jotka ”eivät sulje toisiaan pois”: (1) sopeutuminen äärimmäisiin ympäristöolosuhteisiin ja (2) hormonaalinen evolutiivinen kompromissi aikuisten kuolleisuuden, nopean kasvun ja varhaisemman lisääntymis-iän välillä.
F. labordi elää alueella, jolle on ominaista äärimmäinen vuodenaikojen vaihtelu, mukaan lukien pitkä, ankara kuivuuskausi, jota katkaisee lyhyt, mutta arvaamaton sadekausi. Kirjoittajat toteavat, että Madagaskarin nisäkkäillä on kaksi vastakkaista ”ratkaisua” näihin ilmastovaihteluihin: äärimmäiset versiot joko ”lyhytikäisestä” tai ”pitkäikäisestä” elämäntyylistä. Käytetty selviytymisstrategia riippuu siitä, onko ympäristön vaihteluilla suurempi vaikutus nuorten vai aikuisten selviytymiseen: ”Useiden Madagaskarin nisäkkäiden (lihansyöjien, kädellisten, käärmeiden ja jyrsijöiden) keskuudessa ympäristön vaihteluista johtuva nuorten eloonjäämisen väheneminen johti pidemmän eliniän kehittymiseen, kun taas aikuisten eloonjäämistä vähentävät stokastiset ilmastomuuttujat johtivat lyhyemmän eliniän kehittymiseen”, kirjoittavat kirjoittajat. ”Jos ympäristön ennakoimattomuus vaikutti eri tavoin kameleonttien ikäkohtaiseen eloonjäämiskykyyn, tämä voi osaltaan selittää, miksi F. labordi on yksivuotinen, kun taas muut sympatriset kameleontit ovat monivuotisia.”
Vaihtoehtoisen teorian mukaan ”korkea aikuiskuolleisuus voi ohjata evoluutiota nopeaan kasvuun ja varhaisempaan lisääntymisiän ikään, jonka hintana on alentunut eliniän pituus.” Kirjoittajat huomauttavat, että tätä kompromissia, somaattisten solujen ylläpitoon kohdennettujen resurssien ja lisääntymisen välillä, säätelevät hormonit, ja se voi korreloida käyttäytymisominaisuuksien kanssa, jotka vaikuttavat lisääntymismenestykseen ja aikuiskuolleisuuteen.
”Esimerkiksi lisääntyneet androgeenit sekä luonnollisissa populaatioissa että kokeellisella manipuloinnilla voidaan korreloida pariutumismenestyksen kanssa, mutta niiden tiedetään myös vaikuttavan ominaisuuksiin, jotka tyypillisesti liitetään lisääntyneeseen aikuisten kuolleisuuslukemiin (esim. alentunut eloonjäämisaste, lisääntynyt loiskuormitus, lisääntynyt energiankulutus)”
kirjoittavat kirjoittajat. ”Vaikuttaa mahdolliselta, että esivanhempien F. labordien sosiaalisen rakenteen muuttuminen sosiaaliseksi järjestelmäksi, jolle on ominaista lisääntynyt androgeenitaso tai -herkkyys, voisi myötävaikuttaa lisääntyneeseen sisäiseen ja/tai ulkoiseen aikuiskuolleisuuteen. F. labordille
on nimittäin ominaista fyysisesti intensiivinen taistelu ja agonistinen kosiskelu. Fysiologian ja käyttäytymisen hormonaalisen säätelyn huomioon ottaminen on ratkaisevan tärkeää elämänhistorian evoluution kokonaisvaltaisen ymmärtämisen kannalta. Vaikka hypoteesimme on uskottava, hormonien ja vähäisemmässä määrin myös käyttäytymisen roolia ei ole tutkittu kameleonttien kohdalla. Hypoteesimme voidaan testata kvantifioimalla kausittaisia hormoniprofiileja, sosiaalisia järjestelmiä ja seksuaalista valintaa fylogeneettisesti vertailevassa kehyksessä.”
Johtava kirjoittaja Karsten sanoo, että laji voisi lopulta auttaa tutkijoita ymmärtämään paremmin ikääntymisprosessia.
”Löysimme tämän tetrapodin, joka ei elä niin kuin kaikki muut”, hän sanoi. ”Tämä tarjoaa loistavan tilaisuuden vastata joihinkin hyviin kysymyksiin siitä, miten eliöt vanhenevat, mutta myös siitä, mitkä ovat ne historialliset, evolutiiviset voimat, jotka ovat muokanneet näin oudon elämäntavan.”
Kristopher B. Karsten, Laza N. Andriamandimbiarisoa, Stanley F. Fox ja Christopher J. Raxworthy (2008). Ainutlaatuinen elämänhistoria tetrapodien joukossa: Yksivuotinen kameleontti, joka elää enimmäkseen munana. PNAS 8. heinäkuuta 2008 vol. 105 no. 27 8980-8984.