Kameleon heeft kortste levensduur van alle vierpotige dieren
Kortlevende kameleon kan onderzoek naar veroudering bevorderen
Nieuw ontdekte soort heeft kortste levensduur van alle vierpotige dieren
mongabay.com
Juni 30, 2008
De zeldzame kleurveranderende hagedis leeft een insectenachtig bestaan, maar kan onderzoekers helpen het verouderingsproces beter te begrijpen.
Een pas ontdekte kameleonsoort leidt een cicadenachtig bestaan en brengt het grootste deel van zijn korte, eenjarige leven in zijn ei door, zo schrijven onderzoekers in het tijdschrift Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS).
Labord’s kameleon (Furcifer labordi), een hagedis die alleen op het eiland Madagaskar voorkomt, is de eerste reptielensoort waarvan bekend is dat hij een jaarlijkse levenscyclus heeft. Onder de 28.300 soorten tetrapoden – gewervelde dieren met vier ledematen – zijn er slechts een handvol die deze eigenschap delen, maar Furcifer labordi vertoont de kortste waargenomen levensduur van alle gedocumenteerde tetrapodensoorten.
“Opmerkelijk is dat deze kameleon meer van zijn korte jaarlijkse levenscyclus in het ei doorbrengt dan erbuiten,” merken de auteurs op. De levensduur van de soort na het uitkomen van het ei bedraagt slechts 4 tot 5 maanden.
De onderzoekers zeggen dat de ontdekking van de soort niet alleen kan verklaren waarom kameleons notoir snel sterven, maar ook licht kan werpen op hormonale determinanten van veroudering, levensduur, en senescentie.
Radio-tracking kameleons
Een volwassen mannelijke Labord’s kameleon (Furcifer labordi) uit Ranobe, ZW Madagaskar. Deze kameleon is volgens Karsten et al. een eenjarige soort en heeft een levensgeschiedenis die meer lijkt op die van vluchtige insecten dan op die van andere gewervelde landdieren. Het grootste deel van de totale levensduur wordt doorgebracht als een zich ontwikkelend ei. Afbeelding met dank aan Christopher J. Raxworthy
De onderzoekers kwamen tot deze conclusies door gedurende een periode van vijf jaar individuele kameleons in hun natuurlijke habitat – het dorre zuidwesten van Madagaskar – te observeren en via radiogolven te volgen. Het blijkt dat de kameleons synchroon uit het ei komen bij het begin van het regenseizoen in november – alle kameleons zijn ongeveer even oud; er zijn geen grotere juvenielen. De jongen groeien snel, zijn geslachtsrijp in minder dan 2 maanden, en planten zich voort in januari en februari. De voortplanting wordt gevolgd door volwassen sterfte in de hele populatie. De eieren brengen dan de volgende 8 tot 9 maanden – droog seizoen – door met ontwikkelen alvorens uit te komen met de komst van het regenseizoen.
De bevindingen waren vrij onverwacht hoofdauteur Kristopher B. Karsten, een zoöloog aan de Oklahoma State University, vertelde mongabay.com via e-mail.
“Ik was eigenlijk van plan om het sociale gedrag van F. labordi en ook de meerjarige F. verrucosus aanvankelijk te bestuderen,” schreef Karsten. “Maar voor mijn eerste seizoen, kwam ik vrij laat in het actieve seizoen (eind januari) en ik merkte iets heel bizars – ik kon alleen volwassenen vinden maar geen juvenielen bij F. labordi. Op dat moment dacht ik dat ik ofwel niet erg goed was in het spotten van de juvenielen ofwel dat ze er gewoon niet waren, wat erop zou wijzen dat de hele populatie van dezelfde leeftijd is. Aan het eind van het seizoen zagen we een enorme afname van de populatie, vrij abrupt, maar geen tekenen dat deze soort in aestivatie ging. Ik begon echt een voorgevoel te krijgen dat het om een eenjarige soort zou kunnen gaan.
“Voor het tweede jaar kwam ik veel vroeger aan, midden december,” vervolgde hij. “Op dat moment vonden we alleen oudere juvenielen en jonge volwassenen. Gedurende het seizoen zagen we de populatie in hetzelfde tempo verouderen, zodat het opnieuw allemaal volwassenen waren en aan het eind geen juvenielen meer. En weer zagen we de grote daling van de populatie, maar deze keer konden we aantonen dat het te wijten was aan een soort onverklaarbare sterfte (dat wil zeggen, het was niet te wijten aan predatie of ander lichamelijk letsel). Ik begon al overtuigd te raken, maar we hebben nog twee jaar gegevens verzameld, inclusief een betere bemonstering vanaf het begin van het actieve seizoen in november, en toen werd het plaatje heel duidelijk. Uit een steekproef van bijna 400 individuen was er niet één uitschieter die onze hypothese tegensprak.”
Korte levenscyclus een aanpassing aan een dorre omgeving?
De onderzoekers weten nog niet waarom de soort zo’n ongewone levenscyclus vertoont, maar ze stellen twee mogelijkheden voor die “elkaar niet uitsluiten”: (1) een aanpassing aan extreme milieuomstandigheden en (2) een hormonaal-gedreven evolutionaire afweging tussen sterftecijfers bij volwassenen en snelle groei en vroegere leeftijd van voortplanting.
F. labordi leeft in een gebied dat wordt gekenmerkt door extreme seizoensgebondenheid, waaronder een lang, streng droog seizoen, onderbroken door een korte, maar onvoorspelbare periode van regen. De auteurs merken op dat zoogdieren in Madagascar twee tegengestelde “oplossingen” voor deze klimaatschommelingen vertonen: extreme versies van ofwel “kortlevende” ofwel “langlevende” levensgeschiedenissen. De toegepaste overlevingsstrategie hangt af van de vraag of de variabiliteit van het milieu een groter effect heeft op de overleving van jonge of volwassen zoogdieren: “Bij verschillende zoogdieren in Madagascar (carnivoren, primaten, tenrecs en knaagdieren) resulteerde een verminderde overleving van jonge dieren door variabiliteit in het milieu in de evolutie van langere levensduren, terwijl stochastische klimaatvariabelen die de overleving van volwassen dieren verminderden resulteerden in de evolutie van kortere levensduren,” schrijven de auteurs. “Als de onvoorspelbaarheid van het milieu de leeftijdsspecifieke overleving bij kameleons verschillend beïnvloedde, kan dit helpen verklaren waarom F. labordi eenjarig is, terwijl andere sympatrische kameleons meerjarig zijn.”
Een alternatieve theorie is dat “hoge sterftecijfers bij volwassenen de evolutie van snelle groei en vroegere voortplantingsleeftijd kunnen stimuleren, met als kosten een verminderde levensduur.” De auteurs merken op dat deze afweging, tussen middelen die worden toegewezen aan celbehoud in vergelijking met voortplanting, wordt gereguleerd door hormonen en kan worden gecorreleerd met gedragskenmerken die van invloed zijn op voortplantingssucces en volwassen sterfte.
“Bijvoorbeeld, verhoogde androgenen in zowel natuurlijke populaties als door experimentele manipulatie kunnen worden gecorreleerd met paringssucces, maar zijn ook bekend om bij te dragen aan eigenschappen die typisch worden geassocieerd met verhoogde volwassen sterftecijfers (bijv. verminderde overleving, verhoogde parasietbelasting, verhoogde energetische uitgaven),” schrijven de auteurs. “Het lijkt mogelijk dat een verandering in de sociale structuur van de voorouderlijke F. labordi, naar een sociaal systeem dat gekenmerkt wordt door verhoogde androgeengehaltes of -gevoeligheid, zou kunnen bijdragen tot een verhoogde intrinsieke en/of extrinsieke volwassen sterfte. F. labordi wordt namelijk gekenmerkt door fysiek intense gevechten en agonistische balts. Het in rekening brengen van hormonale regulatie van fysiologie en gedrag is van cruciaal belang voor een goed begrip van de evolutie van de levensgeschiedenis. Hoewel onze hypothese plausibel is, is de rol van hormonen, en zelfs van gedrag in mindere mate, bij kameleons nog niet onderzocht. Onze hypothese kan worden getest door het kwantificeren van seizoensgebonden hormoonprofielen, sociale systemen, en seksuele selectie binnen een fylogenetisch vergelijkend kader.”
Hoofdauteur Karsten zegt dat de soort uiteindelijk wetenschappers zou kunnen helpen het proces van veroudering beter te begrijpen.
“We hebben deze tetrapode gevonden die niet leeft zoals alle anderen,” zei hij. “Dit biedt een geweldige kans om een aantal goede vragen te beantwoorden over hoe organismen ouder worden, maar ook wat de historische, evolutionaire krachten zijn die zo’n vreemde manier van leven hebben gevormd.”
Kristopher B. Karsten, Laza N. Andriamandimbiarisoa, Stanley F. Fox, and Christopher J. Raxworthy (2008). Een unieke levensgeschiedenis onder de tetrapoden: Een eenjarige kameleon die voornamelijk als ei leeft. PNAS 8 juli 2008 vol. 105 no. 27 8980-8984.