Статья «Эти похожие как две капли воды саламандры скрывали тайную эволюционную историю» была впервые опубликована на A-Z Animals.
Возможно, вы думали, что если вы видели одну саламандру, то видели их всех. Могут существовать разные виды, но в конечном счете все они очень похожи: у каждого вытянутое тело и короткие ноги. Это далеко не полная картина! Увлекательное новое исследование лесных саламандр (Plethodontidae), обитающих в лесах восточной части Соединенных Штатов, показывает, что стоит заглянуть под их кожу, и у этих существ обнаруживаются очень важные различия.
Знакомство с саламандрами рода Plethodon
Саламандры — это земноводные, наряду с лягушками, жабами и червягами. У них есть классические и узнаваемые черты, а именно длинное, похожее на ящерицу тело, четыре маленькие ноги и часто хвост. Одно из семейств саламандр называется Plethodontidae, и они встречаются по всей Северной и Южной Америке, от юга Канады до юго-запада Бразилии, а также в центральном Средиземноморье Европы и в Корее.
Большинство саламандр имеют схожие размеры тела.
©Jay Ondreicka/Shutterstock.com
Это безлёгочные существа, которые дышат через кожу и обитают во влажных, лесистых умеренных или тропических местообитаниях. У взрослых особей отсутствуют жабры и жаберные щели. Большинство саламандр живут в водной среде, но некоторые виды населяют участки вдоль ручьев. Саламандры играют важную роль в своих экосистемах. Они контролируют численность многих вредителей, поедая насекомых и личинок. В свою очередь, они служат пищей для более крупных хищников. Кроме того, перемещаясь между водой и сушей, они связывают энергию и вещество водных и наземных ландшафтов. Саламандры служат экономически эффективным и легко измеримым индикатором здоровья и целостности экосистемы. Проще говоря, если саламандры процветают, экосистема здорова.
Изучение эволюционного стазиса у саламандр
Эволюционный стазис происходит, когда животное эволюционирует во множество видов без значительных изменений своего общего строения. Некоторые линии, такие как карибские анолисы, кардинально отличаются друг от друга по внешнему виду. На другом конце спектра находятся линии, у которых множество видов, но все они выглядят поразительно похоже. Этот процесс известен как неадаптивная радиация.
Саламандры имеют репутацию существ, которые все выглядят одинаково. Эта в целом схожая форма тела сохранялась более 100 миллионов лет. Но скрывает ли это сходство различия в других признаках?
Исследователи хотели выяснить, действительно ли саламандры, выглядящие одинаково внешне, существенно разошлись по другим физиологическим признакам. Они собрали 300 отдельных лесных саламандр, все из рода Plethodon, который включает 30 различных видов. В лаборатории ученые протестировали саламандр по нескольким физиологическим признакам, включая устойчивость кожи к потере воды, скорость метаболизма и термическую физиологию (максимальная устойчивость к жаре и холоду). Они также провели некоторые физические измерения, такие как размер тела, относительный размер конечностей и туловища, а также форму черепа. Исследователи хотели установить, существует ли связь между климатическими условиями, в которых живут саламандры, и их внутренними и физическими признаками.
Саламандры на самом деле очень разные
Исследователи обнаружили измеримые физиологические различия между саламандрами, несмотря на их внешнее сходство. Что еще более интересно, эти различия соответствовали микро- и макроклиматическим нишам.
Исследование показало, что у видов, обитающих в более теплом макроклимате, кожа была более устойчива к потере воды. Это помогало предотвратить их обезвоживание. Кроме того, у видов, живущих в более теплом климате, особенно у тех, кто испытывает более высокие температуры влажного сезона, скорость метаболизма была выше.
Некоторые саламандры Plethodon имеют более высокую скорость метаболизма.
©Jay Ondreicka/Shutterstock.com
Слизистые саламандры (виды группы P. glutinosus) в целом имели более низкую скорость метаболизма. Эта группа часто обитает в относительно теплых и сухих местообитаниях.
Едва заметные различия в форме тела
Исследование показывает, что внешний вид саламандр не так универсален, как считалось ранее. Виды саламандр Plethodon, обитающие в более теплых условиях, как правило, крупнее. Это прямо противоположно тому, что наблюдается у большинства других животных. Правило Бергмана — это биологический феномен, утверждающий, что животные в более теплой среде, как правило, мельче, что способствует сохранению тепла. Однако для земноводных не редкость нарушать это правило, поскольку размер их тела регулируют многие другие факторы. К ним относятся модели активности и доступность влаги. Связи между климатическими переменными и длиной конечностей обнаружено не было.
Земноводные и изменение климата
Численность земноводных в глобальном масштабе сокращается как минимум последние 20 лет, причем популяции уменьшаются примерно на 3,5–3,8% в год. Около 40 процентов земноводных уже находятся под угрозой исчезновения. Некоторые эксперты называют их «канарейкой в угольной шахте» изменения климата. Они подают ранний сигнал тревоги о том, что может произойти с другими видами. Это во многом связано с их двухфазным жизненным циклом, который зависит как от водной, так и от наземной среды. Их влажная кожа также служит чувствительным дыхательным органом.
Однако есть некоторые свидетельства того, что риски для земноводных различаются в зависимости от группы. Земноводные с узкими пределами переносимости температуры и влажности могут подвергаться повышенному риску.
Аппалачские горы, где проводилось это исследование, являются мировым центром разнообразия саламандр. Это исследование предполагает, что некоторые виды саламандр могут выживать в условиях, которые неблагоприятно скажутся на других. Если мы хотим сделать все возможное для защиты этих удивительных созданий, подобные исследования жизненно важны.
Статья «Эти похожие как две капли воды саламандры скрывали тайную эволюционную историю» была впервые опубликована на A-Z Animals.