Kameleon har kortast livslängd av alla fyrbenta djur
Kortlivad kameleon kan bidra till forskning om åldrande
Nyupptäckt art har kortast livslängd av alla fyrbenta djur
mongabay.com
juni 30, 2008
Sällsynt färgskiftande ödla lever en insektsliknande tillvaro men kan hjälpa forskare att bättre förstå åldrandeprocessen.
En nyupptäckt kameleonart lever en cikadaliknande tillvaro och tillbringar större delen av sitt korta, ettåriga liv i sitt ägg, rapporterar forskare i tidskriften Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS).
Labords kameleon (Furcifer labordi), en ödla som endast finns på ön Madagaskar, är den första kända reptilarten som har en årlig livscykel. Bland världens 28 300 arter av tetrapoder – fyrbenta ryggradsdjur – är det bara en handfull som har denna egenskap, men Furcifer labordi har den kortaste observerade livslängden av alla dokumenterade tetrapoderarter.
”Anmärkningsvärt är att denna kameleont tillbringar mer tid av sin korta, årliga livscykel i ägget än utanför det”, konstaterar författarna. Artens livslängd efter kläckningen är bara 4 till 5 månader.
Forskarna säger att upptäckten av arten inte bara kan förklara varför kameleonter som sällskapsdjur dör notoriskt snabbt, utan också belysa hormonella bestämningsfaktorer för åldrande, livslängd och senescens.
Radiospårning av kameleonter
En vuxen hane av Labords kameleonter (Furcifer labordi) från Ranobe, sydvästra Madagaskar. Denna kameleont rapporteras av Karsten et al. vara en ettårig art och har en livshistoria som mer påminner om flyktiga insekter än om andra landlevande ryggradsdjur. Större delen av den totala livslängden tillbringas som ett utvecklande ägg. Image courtesy of Christopher J. Raxworthy
Forskarna kom fram till dessa slutsatser genom att observera och radiospåra enskilda kameleonter i deras naturliga livsmiljö – den torra sydvästra delen av Madagaskar – under en femårsperiod. Det verkar som om kameleonerna kläcks synkront i början av regnperioden i november – alla kameleonerna är ungefär lika gamla; det finns inga större ungdjur. De kläckta ungarna växer snabbt och blir könsmogna på mindre än två månader, och de fortplantar sig i januari och februari. Reproduktionen följs av en vuxendöd i hela populationen. Äggen tillbringar sedan de följande 8 till 9 månaderna – torrperioden – med att utvecklas innan de kläcks i samband med regnperioden.
Fyndet var helt oväntat huvudförfattaren Kristopher B. Karsten, zoolog vid Oklahoma State University, berättade för mongabay.com via e-post.
”Jag hade faktiskt för avsikt att studera det sociala beteendet hos F. labordi och även hos den fleråriga F. verrucosus till en början”, skrev Karsten. ”Men under min första säsong anlände jag ganska sent under den aktiva säsongen (slutet av januari) och jag märkte något riktigt bisarrt – jag kunde bara hitta vuxna men inte unga individer hos F. labordi. Vid det här laget tänkte jag att antingen var jag inte särskilt bra på att upptäcka juveniler eller så fanns de helt enkelt inte där, vilket skulle tyda på att hela populationen är i samma ålder. I slutet av säsongen såg vi sedan denna enorma nedgång i populationen ganska plötsligt, men inga tecken på att arten skulle gå in i aestivation. Jag började verkligen få en föraning om att det kunde vara en ettårig art.
”Andra året kom jag mycket tidigare, i mitten av december”, fortsatte han. ”Vid den här tiden hittade vi bara äldre ungfiskar och unga vuxna individer. Under hela säsongen såg vi hur populationen åldrades i samma takt så att det återigen bara var vuxna individer utan några unga i slutet. Och återigen såg vi den stora nedgången i populationsantalet, men den här gången kunde vi dokumentera att det berodde på någon typ av oförklarlig dödlighet (det vill säga att det inte berodde på predation eller annan fysisk skada). Jag hade börjat bli övertygad vid det här laget, men vi samlade in data för ytterligare två år, inklusive bättre provtagning från början av den aktiva säsongen i november, och då blev bilden mycket tydlig. Av ett urval på nästan 400 individer fanns det inte en enda avvikande individ som motsade vår hypotes.”
Kort livscykel en anpassning till en torr miljö?
Forskarna vet ännu inte varför arten uppvisar en så ovanlig livscykel, men de föreslår två möjligheter som ”inte utesluter varandra”: (1) en anpassning till extrema miljöförhållanden och (2) en hormonellt styrd evolutionär avvägning mellan dödlighet i vuxen ålder och snabb tillväxt och tidigare reproduktionsålder.
F. labordi lever i ett område som kännetecknas av extrema säsongsvariationer, bland annat en lång, hård torrperiod som avbryts av en kort, men oförutsägbar, period med regn. Författarna konstaterar att däggdjuren på Madagaskar uppvisar två motsatta ”lösningar” på dessa klimatfluktuationer: extrema versioner av antingen ”kortlivade” eller ”långlivade” livshistorier. Vilken överlevnadsstrategi som används beror på om miljövariationer har större effekt på överlevnaden hos unga eller vuxna djur: ”Bland flera däggdjur från Madagaskar (rovdjur, primater, tenreker och gnagare) resulterade minskad överlevnad hos unga djur på grund av miljövariationer i en längre livslängd, medan stokastiska klimatvariabler som minskade överlevnaden hos vuxna resulterade i en kortare livslängd”, skriver författarna. ”Om miljörelaterad oförutsägbarhet påverkade åldersspecifik överlevnad hos kameleonter på olika sätt kan detta bidra till att förklara varför F. labordi är ettårig medan andra sympatriska kameleonter är fleråriga.”
En alternativ teori är att ”hög vuxendödlighet kan driva på evolutionen av snabb tillväxt och tidigare reproduktionsålder, med kostnaden i form av minskad livslängd”. Författarna noterar att denna avvägning, mellan resurser som tilldelas underhåll av somatiska celler jämfört med reproduktion, regleras av hormoner och kan korreleras med beteendeegenskaper som påverkar reproduktionsframgång och vuxendödlighet.
”Till exempel kan ökade androgener i både naturliga populationer och genom experimentell manipulering korreleras med parningsframgång, men det är också känt att de bidrar till egenskaper som typiskt sett är förknippade med ökad vuxendödlighet (t.ex. minskad överlevnad, ökad parasitbelastning, ökad energiåtgång)”, skriver författarna. ”Det verkar möjligt att en förändring av den sociala strukturen hos förfädernas F. labordi, till ett socialt system som kännetecknas av ökade androgennivåer eller ökad androgenkänslighet, skulle kunna bidra till ökad intrinsisk och/eller extrinsisk vuxendödlighet. Faktum är att F. labordi är
karaktäriserad av fysiskt intensiva strider och agonistiska uppvaktningar. Att ta hänsyn till hormonell reglering av fysiologi och beteende är avgörande för en heltäckande förståelse av livshistorisk evolution. Även om vår hypotes är rimlig är hormonernas roll, och även beteende i mindre utsträckning, outforskad hos kameleonter. Vår hypotes kan testas genom att kvantifiera säsongsbundna hormonprofiler, sociala system och sexuellt urval inom en fylogenetisk komparativ ram.”
Den ledande författaren Karsten säger att arten så småningom skulle kunna hjälpa forskarna att bättre förstå åldrandeprocessen.
”Vi har hittat den här tetrapoden som inte lever som alla andra”, säger han. ”Det här ger en fantastisk möjlighet att besvara några bra frågor om hur organismer åldras, men också om vilka historiska, evolutionära krafter som har format ett så konstigt sätt att leva.”
Kristopher B. Karsten, Laza N. Andriamandimbiarisoa, Stanley F. Fox, and Christopher J. Raxworthy (2008). En unik livshistoria bland tetrapoder: En ettårig kameleont som lever mestadels som ett ägg. PNAS 8 juli 2008 vol. 105 no. 27 8980-8984.
.