Thằn lằn trắng trong cát trắng • Alyona Shurpitskaya • Hình ảnh khoa học trong ngày về “Yếu tố” • Khoa học Herpetology

Thằn lằn trắng trong cát trắng

Trên ảnh – iguana điếc phát hiện (Holbrookia maculata) trong Công viên Quốc gia White Sands (xem Đài tưởng niệm Quốc gia White Sands), New Mexico. Diện tích này là 710 mét vuông M. km được bao phủ bởi một lớp thạch cao, đó là dung dịch calcium sulfate. Cuộc sống trong sa mạc thạch cao trắng buộc thằn lằn thay đổi màu nâu thường của họ thành một màu gần như trắng.

Bản đồ cho thấy ranh giới của hồ Otero paleo khô, đồng bằng muối (Kiềm phẳng), Hồ Lucero và khu vực các cồn cát thạch cao trắng. Hình ảnh từ www.differenttrails.com

Trước đây, lãnh thổ này bị chiếm đóng bởi Biển Perm, nơi khô cạn và để lại một lớp đá trầm tích. Như một kết quả của quá trình kiến ​​tạo, một sự rạn nứt xảy ra, và thung lũng Tularosa Basin được hình thành, giới hạn ở dãy núi San Andres và dãy núi Sacramento từ phía tây và phía đông. Trong kỷ băng hà cuối cùng, 24–12.000 năm trước, khí hậu trở nên ẩm ướt hơn, mưa và tuyết tan xuống từ các rặng núi, đưa thạch cao vào thung lũng và hình thành một hồ nước. Do đó đã hình thành hồ Otero cổ, chiếm gần như toàn bộ thung lũng Tularosa.

Sau đó, khí hậu thay đổi đáng kể, nó trở nên khô và ấm áp, hồ Otero bắt đầu tan chảy và 4000 năm trước đã khô hoàn toàn. Ông để lại một hồ Lucero nhỏ hơn đáng kể, đầy nước trong mùa mưa và một đồng bằng muối lớn (xemKiềm phẳng). Bây giờ nó là kho chứa chính của tinh thể thạch cao – selenit. Nước và các cơn gió tây nam thịnh hành biến selenit thành cát và đưa nó về phía đông bắc, bao phủ lãnh thổ với các đụn cát trắng và đọc các điều kiện của chúng cho cư dân của chúng.

Trên – cồn cát thạch cao của Vườn Quốc gia White Sands, xuống dưới – Tinh thể Selenite tại vị trí hồ sấy (xem phần kiềm). Ảnh từ npr.org

Ngoài các iguana điếc phát hiện, có hai loài thằn lằn ở White Sands: hàng rào iguana Coles (Sceloporus cowlesi) và một con thằn lằn đuôi roi sọc, mà một số tác giả coi là một phân loài Aspidoscelis inornata gypsi, trong khi những người khác bị cô lập dưới dạng riêng Aspidoscelis gypsi. Tất cả những con thằn lằn này đã thích nghi với cuộc sống trong sa mạc thạch cao trắng, và từ quan điểm của sự tiến hóa, điều này xảy ra khá nhanh: tuổi cát trắng ở Tularoz chỉ khoảng 7 nghìn năm.

Một số thằn lằn, chẳng hạn như chameleons và anoles, có thể thay đổi màu sắc để đáp ứng với kích thích bên ngoài (căng thẳng, nhiệt độ, màu nền), phân phối lại sắc tố giữa các lớp da. Đây là hình thái dẻo – khả năng thay đổi một đặc tính mà không thay đổi kiểu gen. Thằn lằn cát trắng cũng có thể thay đổi tông màu da ở một mức độ nào đó khi nhiệt độ môi trường thay đổi,tuy nhiên, một sự thay đổi hồng y từ nâu sang trắng hoặc xám là do đột biến gen. Điều thú vị là, bằng cách sử dụng các loài này như là một ví dụ, chúng ta có thể đồng thời quan sát một số cơ chế tiến hóa: đột biến – sự thay đổi dai dẳng trong hệ gen, phân kỳ – phân kỳ của các ký tự như là kết quả của sự thay đổi môi trường sống và hội tụ – phát triển tương tự các tính năng trong các taxa khác nhau sống trong điều kiện tương tự.

Aspidoscelis gypsi: bên trái – cá nhân sống ở White Sands, bên phải – một biến thể của tiêu chuẩn. Ảnh từ mvz.berkeley.edu

Cả ba thằn lằn đều có đột biến trong gen mã hóa protein Mc1rchịu trách nhiệm cho việc tổng hợp melanin sắc tố tối – chỉ có các loài khác nhau được thay thế bởi các axit amin khác nhau. Trong hàng rào iguana, điều này làm giảm khả năng Mc1r để tích hợp vào thành tế bào của melanocytes, và thằn lằn whiptail làm giảm khả năng của thụ thể chuyển đổi tín hiệu. Nó chỉ ra rằng ngay cả một đột biến gen có thể có một cơ chế khác nhau, nhưng cuối cùng dẫn đến cùng một kết quả: tổng hợp melanin bị quấy rầy, và thằn lằn làm sáng. Trong phân loài của iguana điếc phát hiện H. maculata ruthveni cũng thay thế một trong các axit amin trong Mc1rnhưng vẫn chưa biết cơ chế nào được sử dụng để thay đổi màu sắc và liệu gen này có liên quan đến quá trình này hay không.

Những thay đổi này cũng được thừa hưởng theo những cách khác nhau: da màu sáng của iguana hàng rào là đặc điểm thống trị, tức là chỉ có một trong số các bậc cha mẹ có một gen khá đột biến. Và con thằn lằn đuôi roi sọc có cùng tính trạng lặn lặn – ở cấp độ gen nó nên có mặt ở cả bố mẹ, mặc dù nó có thể không xuất hiện bên ngoài. Sự khác biệt về thừa kế có thể ảnh hưởng đến độ sáng của màu sắc, tốc độ thích ứng và dòng chảy của gen, và cuối cùng – tốc độ suy đoán trong điều kiện mới.

Aspidoscelis gypsi (bên trái) và Holbrookia maculata ruthveni. Trong khu vực của ecotone (một dải hẹp giáp với sa mạc White Sands, nơi chất nền tối xen kẽ với các đá trầm tích thạch cao), các cự đà điếc được phát hiện chủ yếu là màu trắng. Màu sắc của hai loài khác trong ecotone là tối hơn, cho thấy dòng chảy của gen giữa ánh sáng và quần thể tối. Ảnh từ hiveminer.com

Kết quả của việc thích nghi với môi trường sống mới, không chỉ màu nền của da đã thay đổi, mà còn một số tính năng giải phẫu khác. Các iguana ăn đã tăng kích thước đầu và cắn lực lượng – như là một thích ứng với các đối tượng thức ăn cứng nhắc hơn sinh sống tại White Sands.Và thằn lằn cũng trở nên lớn hơn một chút, và với nó kích thước của các điểm tín hiệu, đóng một vai trò chi phối trong các tương tác xã hội, cả intraspecific và interspecific, tăng lên. Màu sắc của những điểm tín hiệu này cũng thay đổi trong cả ba loài thằn lằn. Điểm có trách nhiệm gây hấn ở nam giới với nhau, cũng như xác định hành vi chuyển giới. Ở phụ nữ, các điểm tín hiệu nhỏ hơn ở nam giới, và ở nam giới màu nâu – ít hơn so với màu trắng. Vì vậy, những con đực của những con cá rồng ở White Sands mang những con đực màu nâu cho con cái của chúng và bắt đầu chăm sóc chúng thay vì bảo vệ lãnh thổ của chúng. Tuy nhiên, những con đực của con điếm bị điếc phát hiện, cũng tập trung vào các điểm tín hiệu, trái lại, vẫn trung thành với phụ nữ của họ, ngay cả khi họ nhuộm lưng nâu. Do đó, dòng gen giữa các quần thể của iguana bị điếc phát hiện bị giảm xuống gần như bằng không, đó là, động vật từ White Sands thực tế không giao nhau với các đối tác của chúng sống ngoài ranh giới của sa mạc. Do đó, sự khác biệt về kiểu hình (sự khác biệt về ngoại hình) giữa chúng là tối đa. Hai loài còn lại có rất nhiều màu chuyển tiếp.

Holbrookia maculata ruthveni hiển thị các điểm tín hiệu.Ảnh từ nmherpsociety.org

Cùng với màu da, hành vi của thằn lằn đã thay đổi. Không giống như các đối tác của nó một màu sắc bình thường, thằn lằn Cát Trắng bask ở những nơi mở thường xuyên hơn và lâu hơn, và đi du lịch xa hơn. Đồng thời, họ ít thận trọng hơn, sau đó họ chú ý đến một loài động vật ăn thịt, nhưng chúng chạy đi thường xuyên hơn nhiều. Có lẽ điều này là do thực tế là mật độ của kẻ thù tự nhiên ở White Sands ít hơn, do đó, cuộc sống của thằn lằn ở đây là bình tĩnh hơn. Hoặc thực tế là cát thạch cao trắng phản ánh mạnh mẽ ánh sáng mặt trời, và điều này có thể ảnh hưởng đến thị lực và cảm nhận chuyển động.

Ngoài những con thằn lằn trắng ở White Sands của New Mexico, những chiếc cầu nhảy cơ bắp màu trắng chạy Perognathus flavescensvà xẻng cánh trắng (Scaphiopus couchii) ăn dế trắng Ammobaenites phrixocnemoides. Tuy nhiên, không phải tất cả động vật ở White Sands đều trở thành màu trắng. Có những con sói xám khá bình thường, cáo, lửng, khoảng hai trăm loài chim và thậm chí một loại cá – Cyprinodon tularosachưa kể đến vô số loài động vật không xương sống. Nhiều người đang sống về đêm hoặc sử dụng các lairs, ẩn náu khỏi cái nóng không thể chịu nổi trong ngày và kẻ thù.

Sa mạc thạch cao là một thử nghiệm nghiêm trọng về độ bền, tuy nhiên, những người đã có thể thích ứng với nó nhận được lợi thế lớn trong các hình thức của kẻ thù mật độ thấp và cạnh tranh giao nhau yếu.Và đối với các nhà khoa học, White Sands là một nhà kho để nghiên cứu các cơ chế tiến hóa đang hoạt động thực tế trước mắt chúng ta.

Ảnh © Yuri Chelomin.

Alyona Shurpitskaya


Like this post? Please share to your friends:
Trả lời

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: