Kameleon ma najkrótszą długość życia spośród wszystkich czworonożnych zwierząt
Krótko żyjący kameleon może przyczynić się do dalszych badań nad starzeniem
Nowo odkryty gatunek ma najkrótszą długość życia spośród wszystkich czworonożnych zwierząt
mongabay.com
June 30, 2008
Rzadka zmieniająca kolory jaszczurka prowadzi owadopodobną egzystencję, ale może pomóc naukowcom lepiej zrozumieć proces starzenia się.
Nowo odkryty gatunek kameleona żyje jak cykada, spędzając większość swojego krótkiego rocznego życia w jaju, donoszą naukowcy piszący w czasopiśmie Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS).
Kameleon Laborda (Furcifer labordi), jaszczurka występująca tylko na wyspie Madagaskar, jest pierwszym gatunkiem gada, o którym wiadomo, że ma roczny cykl życia. Wśród 28 300 gatunków czworonogów – czterokończynowych kręgowców na świecie – tylko garstka posiada tę cechę, ale Furcifer labordi wykazuje najkrótszą obserwowaną długość życia spośród wszystkich udokumentowanych gatunków czworonogów.
„Co niezwykłe, kameleon ten spędza większą część swojego krótkiego rocznego cyklu życia wewnątrz jaja niż poza nim”, zauważają autorzy. Długość życia gatunku po wykluciu wynosi zaledwie 4 do 5 miesięcy.
Badacze twierdzą, że odkrycie gatunku może nie tylko wyjaśnić, dlaczego kameleony domowe umierają notorycznie szybko, ale także rzucić światło na hormonalne determinanty starzenia się, długowieczności i starości.
Radio-tracking kameleonów
Dorosły samiec kameleona Laborda (Furcifer labordi) z Ranobe, SW Madagaskar. Ten kameleon jest podawany przez Karsten et al. jako gatunek roczny i ma historię życia bardziej przypominającą efemeryczne owady niż inne kręgowce lądowe. Większość całkowitego okresu życia spędza jako rozwijające się jajo. Image courtesy of Christopher J. Raxworthy
Badacze doszli do tych wniosków obserwując i śledząc drogą radiową poszczególne kameleony w ich naturalnym środowisku – jałowym południowo-zachodnim Madagaskarze – przez okres pięciu lat. Okazuje się, że kameleony wykluwają się synchronicznie na początku pory deszczowej w listopadzie – wszystkie kameleony są mniej więcej w tym samym wieku; nie ma większych osobników młodocianych. Młode szybko rosną, osiągając dojrzałość płciową w czasie krótszym niż 2 miesiące, i rozmnażają się w styczniu i lutym. Po reprodukcji następuje śmierć dorosłych osobników w całej populacji. Jaja następnie spędzić kolejne 8 do 9 miesięcy – pora sucha – rozwijających się przed wyklucia z nadejściem pory deszczowej.
Znaleziska były dość nieoczekiwane główny autor Kristopher B. Karsten, zoolog w Oklahoma State University, powiedział mongabay.com poprzez e-mail.
„I rzeczywiście ustawić się do badania zachowań społecznych F. labordi, a także wieloletnie F. verrucosus początkowo,” napisał Karsten. „Ale w moim pierwszym sezonie, przybyłem dość późno w aktywnym sezonie (pod koniec stycznia) i zauważyłem coś naprawdę dziwnego – mogłem znaleźć tylko dorosłych, ale nie młode w F. labordi. W tym momencie pomyślałem, że albo nie jestem zbyt dobry w dostrzeganiu młodych, albo po prostu ich tam nie ma, co wskazywałoby, że cała populacja jest w tym samym wieku. Następnie pod koniec sezonu zaobserwowaliśmy ogromny spadek liczebności populacji, ale nie było żadnych oznak, że ten gatunek przechodzi w stan estywacji. Zacząłem naprawdę mieć przeczucie, że może to być gatunek jednoroczny.
„W drugim roku przyjechałem znacznie wcześniej, w połowie grudnia,” kontynuował. „W tym czasie znaleźliśmy tylko starsze młode i młode dorosłe osobniki. Przez cały sezon widzieliśmy, że populacja starzeje się w tym samym tempie, tak że znów były to same dorosłe osobniki, bez młodych na końcu. I znów zobaczyliśmy duży spadek liczebności populacji, ale tym razem byliśmy w stanie udokumentować, że było to spowodowane jakimś rodzajem niewyjaśnionej śmiertelności (to znaczy, że nie było to spowodowane drapieżnictwem lub innymi urazami fizycznymi). Zaczynałem być już przekonany, ale zebraliśmy dane z dwóch kolejnych lat, w tym lepsze próbkowanie od samego początku aktywnego sezonu w listopadzie, i wtedy obraz stał się bardzo jasny. Z próbki liczącej prawie 400 osobników, nie było ani jednego osobnika odstającego, który zaprzeczałby naszej hipotezie.”
Krótki cykl życia adaptacją do jałowego środowiska?
Badacze nie wiedzą jeszcze dlaczego gatunek ten wykazuje tak niezwykły cykl życia, ale proponują dwie możliwości, które „nie wykluczają się wzajemnie”: (1) adaptacja do ekstremalnych warunków środowiskowych i (2) napędzany hormonami ewolucyjny kompromis między śmiertelnością dorosłych a szybkim wzrostem i wcześniejszym wiekiem reprodukcji.
F. labordi żyje w obszarze charakteryzującym się ekstremalną sezonowością, w tym długą, surową porą suchą przerywaną krótkim, ale nieprzewidywalnym, okresem deszczu. Autorzy zauważają, że ssaki na Madagaskarze wykazują dwa przeciwstawne „rozwiązania” dla tych fluktuacji klimatycznych: ekstremalne wersje „krótko żyjących” lub „długo żyjących” historii życia. Zastosowana strategia przetrwania zależy od tego, czy zmienność środowiska ma większy wpływ na przeżywalność młodych czy dorosłych osobników: „Wśród kilku malgaskich ssaków (drapieżników, naczelnych, tenorów i gryzoni), zmniejszona przeżywalność młodych spowodowana zmiennością środowiska skutkowała ewolucją dłuższych okresów życia, podczas gdy stochastyczne zmienne klimatyczne, które zmniejszały przeżywalność dorosłych skutkowały ewolucją krótszych okresów życia” – piszą autorzy. „Jeśli nieprzewidywalność środowiska w różny sposób wpływała na przeżywalność specyficzną dla wieku u kameleonów, może to pomóc wyjaśnić, dlaczego F. labordi jest jednoroczny, podczas gdy inne sympatyczne kameleony są wieloletnie.”
Alternatywną teorią jest to, że „wysoka śmiertelność dorosłych może napędzać ewolucję szybkiego wzrostu i wcześniejszego wieku reprodukcji, czego kosztem jest zmniejszona długowieczność.” Autorzy zauważają, że ten kompromis, między zasobami przydzielonymi do utrzymania komórek somatycznych w porównaniu z reprodukcją, jest regulowany przez hormony i może być skorelowany z atrybutami behawioralnymi, które wpływają na sukces reprodukcyjny i śmiertelność dorosłych.
„Na przykład, zwiększone androgeny w obu naturalnych populacjach i przez eksperymentalną manipulację mogą być skorelowane z sukcesem godowym, ale są również znane z przyczyniania się do cech typowo związanych ze zwiększoną śmiertelnością dorosłych (np. zmniejszone przeżycie, zwiększone obciążenie pasożytami, zwiększone wydatki energetyczne),” piszą autorzy. „Wydaje się możliwe, że zmiana struktury społecznej u przodka F. labordi, na system społeczny charakteryzujący się zwiększonym poziomem androgenów lub wrażliwością, może przyczynić się do zwiększonej wewnętrznej i/lub zewnętrznej śmiertelności dorosłych. Rzeczywiście, F. labordi jest
characterized przez fizycznie intensywnej walki i agonistyczne zalotów. Uwzględnienie hormonalnej regulacji fizjologii i zachowania jest kluczowe dla kompleksowego zrozumienia ewolucji historii życia. Chociaż nasza hipoteza jest prawdopodobna, rola hormonów, a nawet zachowania w mniejszym stopniu, jest niezbadana u kameleonów. Nasza hipoteza może być testowana przez ilościowe określenie sezonowych profili hormonalnych, systemów społecznych i selekcji seksualnej w filogenetycznych ramach porównawczych.”
Główny autor Karsten mówi, że gatunek może ostatecznie pomóc naukowcom lepiej zrozumieć proces starzenia się.
„Znaleźliśmy tego tetrapoda, który nie żyje jak wszystkie inne,” powiedział. „To stwarza świetną okazję, aby odpowiedzieć na kilka dobrych pytań dotyczących tego, jak starzeją się organizmy, ale także jakie są historyczne, ewolucyjne siły, które ukształtowały taki dziwny sposób życia.”
Kristopher B. Karsten, Laza N. Andriamandimbiarisoa, Stanley F. Fox, and Christopher J. Raxworthy (2008). Unikalna historia życia wśród tetrapodów: An annual chameleon living mostly as an egg. PNAS July 8, 2008 vol. 105 no. 27 8980-8984.
.