Η Karen Warkentin, φορώντας ψηλές ελαστικές μπότες ελιάς-πράσινου, στέκεται στην όχθη μιας λίμνης σκυροδέματος στην άκρη του τροπικού δάσους του Παναμά. Τρέχει ένα φαρδές πράσινο φύλλο που εξακολουθεί να συνδέεται με ένα κλαδί και επισημαίνει ένα γυαλιστερό συμπλέκτη από ζελέ που μοιάζει με ζελέ. "Αυτοί οι τύποι είναι εκκολαπτόμενοι", λέει.
Από αυτή την ιστορία
[×] ΚΛΕΙΣΤΕ
Ένα φίδι παπαγάλου στέκεται μέσα σε κόκκινα μάτια δέντρο βάτραχος αυγά, τα οποία μπορούν να ανταποκριθούν στην προσέγγισή του. (Christian Ziegler) 
Ένα αγαπημένο σύμβολο της βιοποικιλότητας, ο λαγουδάκι με κόκκινα μάτια, που εμφανίζεται εδώ στον Παναμά, έχει αναπτύξει μια ευέλικτη στρατηγική επιβίωσης. (Christian Ziegler) 
Αυγά βατράχων μία ημέρα μετά την τοποθέτηση. (Christian Ziegler) 
Αυγά τέσσερις ημέρες μετά την τοποθέτηση. (Christian Ziegler) 
Τα αυγά προσκολλώνται σε ένα φύλλο πάνω από την καταπακτή νερού. (Christian Ziegler) 
Τσάντες ελεύθερης κολύμβησης. (Christian Ziegler) 
Η Karen Warkentin λέει ότι οι αποφάσεις συμπεριφοράς των εμβρύων βατράχων μπορεί να είναι πιο εξελιγμένες από ό, τι φανταζόμασταν. (Richard Schultz (3)) 
Γιατί τα διογκωμένα κόκκινα μάτια; Για να εκπλήξεις τους θηρευτές, ο βάτραχος μπορεί να πηδήσει μακριά - οι επιστήμονες τον αποκαλούν "ζωηρόχρωμο χρωματισμό". (Christian Ziegler) 
Φωτογραφίες
Τα λαγουδάκια με κόκκινα μάτια, ο Αγάλυχνης καλινδρυάς, βάζουν τα αυγά τους στο φύλλωμα στην άκρη των λιμνών. όταν οι λυκίσκοι εκκολαφθούν, πέφτουν στο νερό. Κανονικά, ένα αυγό εκκολάπτεται έξι έως επτά ημέρες μετά την τοποθέτηση. Αυτά που δείχνει ο Warkentin, κρίνοντας από το μέγεθος και το σχήμα τους, είναι περίπου πέντε ημέρες, λέει. Τα μικροσκοπικά σώματα παρουσιάζουν τη διαφανή μεμβράνη γεμάτη με γέλη. Κάτω από το μικροσκόπιο, οι κόκκινες καρδιές θα ήταν απλά ορατές.
Φτάνει κάτω για να βρέξει το χέρι της στο νερό της λίμνης. "Δεν θέλουν πραγματικά να εκκολαφθούν", λέει, "αλλά μπορούν." Τράβει το φύλλο πάνω από το νερό και απαλά τρέχει ένα δάχτυλο πάνω από τα αυγά.
Σπρώχνει! Ένα μικρό μανταλάκι ξεσπάει. Βγαίνει προς τα κάτω κάτω από το φύλλο, συσπάται και πέφτει στο νερό. Ακολουθούν ένα άλλο και ένα άλλο από τα αδέλφια του. "Δεν είναι κάτι που κουραζόμουν να παρακολουθώ", λέει ο Warkentin.
Με μια κίνηση του δακτύλου της, ο Warkentin έχει επιδείξει ένα φαινόμενο που μεταμορφώνει τη βιολογία. Μετά από δεκαετίες σκέψης των γονιδίων ως "σχέδιο" - τα κωδικοποιημένα σκέλη του DNA υπαγορεύουν στα κύτταρά μας τι ακριβώς πρέπει να κάνουν και πότε να το κάνουν - οι βιολόγοι έρχονται αντιμέτωποι με μια συγκεχυμένη πραγματικότητα. Η ζωή, ακόμη και μια οντότητα όπως φαινομενικά απλή ως αυγό βατράχων, είναι ευέλικτη. Έχει επιλογές. Σε πέντε περίπου ημέρες, τα αυγά των βατράχων με κόκκινα μάτια, τα οποία αναπτύσσονται σωστά σύμφωνα με το χρονοδιάγραμμα, μπορούν να πάρουν ξαφνικά μια διαφορετική πορεία εάν ανιχνεύσουν δονήσεις από ένα επιθετικό φίδι: Ξεφορτώνουν νωρίς και δοκιμάζουν την τύχη τους στη λίμνη κάτω.
Η εκπληκτική ανταπόκριση του αυγού αποτελεί την επαναστατική έννοια της βιολογίας που ονομάζεται φαινοτυπική πλαστικότητα, η οποία είναι η ευελιξία που δείχνει ένας οργανισμός στην μετάφραση των γονιδίων του σε φυσικά χαρακτηριστικά και ενέργειες. Ο φαινότυπος είναι σχεδόν όλα τα πράγματα για έναν οργανισμό διαφορετικό από τα γονίδια του (που οι επιστήμονες αποκαλούν τον γονότυπο). Η έννοια της φαινοτυπικής πλαστικότητας χρησιμεύει ως αντίδοτο στην απλοϊκή σκέψη και επίπτωση σχετικά με τα γονίδια. προσπαθεί να εξηγήσει πώς ένα γονίδιο ή ένα σύνολο γονιδίων μπορεί να οδηγήσει σε πολλαπλά αποτελέσματα, ανάλογα εν μέρει με το τι συναντά ο οργανισμός στο περιβάλλον του. Η μελέτη της εξέλιξης έχει επικεντρωθεί τόσο πολύ επί των ίδιων των γονιδίων, όπως λέει ο Warkentin, οι επιστήμονες έχουν υποθέσει ότι «τα άτομα είναι διαφορετικά επειδή είναι γενετικά διαφορετικά. Αλλά πολλές από τις διαφορές προέρχονται από περιβαλλοντικές επιπτώσεις. "
Όταν ένα φυτό εσωτερικού χώρου κάνει πιο άσπρα φύλλα στον ήλιο και ένας ψύλλος νερού μεγαλώνει ακίδες για προστασία από τα πεινασμένα ψάρια, εμφανίζουν φαινοτυπική πλαστικότητα. Ανάλογα με το περιβάλλον - είτε υπάρχουν φίδια, τυφώνες ή έλλειψη τροφίμων για να αντιμετωπίσουν - οι οργανισμοί μπορούν να φέρουν διαφορετικούς φαινότυπους. Φύση ή ανατροφή? Λοιπόν, και οι δύο.
Η πραγματοποίηση έχει μεγάλες συνέπειες για το πώς οι επιστήμονες σκέφτονται την εξέλιξη. Η φαινοτυπική πλαστικότητα προσφέρει μια λύση στο κρίσιμο παζλ για το πώς οι οργανισμοί προσαρμόζονται στις περιβαλλοντικές προκλήσεις, σκόπιμα ή όχι. Και δεν υπάρχει πλέον ένα εκπληκτικό παράδειγμα ευγονικής ευελιξίας από αυτά τα αυγά βατράχων-τυφλές μάζες goo γενετικά προγραμματισμένες να αναπτυχθούν και να εκκολάπτονται σαν ρολόι. Ή έτσι φαινόταν.
Οι κοκκινοφθαλμιστές νεοσσοί βάτραχος δέντρων απέτρεψαν τα πεινασμένα φίδια πολύ καιρό πριν ο Warkentin αρχίσει να μελετά το φαινόμενο πριν από 20 χρόνια. "Οι άνθρωποι δεν είχαν σκεφτεί τα αυγά ως έχοντα τη δυνατότητα να επιδείξουν τέτοιου είδους πλαστικότητα", λέει ο Mike Ryan, σύμβουλος διδακτορικού της στο Πανεπιστήμιο του Τέξας στο Ώστιν. "Ήταν πολύ ξεκάθαρο, καθώς έκανε τη διδακτορική της διατριβή, ότι αυτό ήταν ένα πολύ, πολύ πλούσιο πεδίο που είχε επινοήσει μόνη της".
Η Karen Martin, βιολόγος στο Πανεπιστήμιο Pepperdine, μελετά επίσης την εκρηκτική πλαστικότητα. "Η εκκόλαψη ως απάντηση σε κάποιο είδος απειλής ήταν μια πολύ σημαντική διορατικότητα", λέει ο Martin. "Νομίζω ότι ήταν η πρώτη που έχει ένα πολύ καλό παράδειγμα γι 'αυτό." Εξηγεί τη συνεχή προσπάθεια του Warkentin να μάθει τα μαθήματα βιολογίας που προέρχονται από αυγά βατράχων: "Νομίζω ότι πολλοί άνθρωποι θα μπορούσαν να έχουν εξετάσει αυτό το σύστημα και είπε, " Εδώ είναι ένα είδος περίεργου πράγματος που θα μπορούσα να βγάλω κάποια χαρτιά και τώρα θα προχωρήσω και θα εξετάσω κάποιο άλλο ζώο ». Έχει αφοσιωθεί στην κατανόηση αυτού του συστήματος. "
Η έρευνα του Warkentin "μας αναγκάζει να σκεφτούμε προσεκτικότερα τον τρόπο με τον οποίο οι οργανισμοί ανταποκρίνονται στις προκλήσεις ακόμα και πολύ νωρίς στη ζωή τους", λέει ο Eldredge Bermingham, εξελικτικός βιολόγος και διευθυντής του Ινστιτούτου Tropical Research Smithsonian (STRI), στο Gamboa, Παναμάς. Ο Warkentin, καθηγητής βιολογίας στο Πανεπιστήμιο της Βοστώνης, πραγματοποιεί τις σπουδές του στο STRI. Εκεί μου έδειξε πώς φωνάζει τα αυγά για εκκόλαψη.
Οι κροκοδείκτες που πηδούν από τα υγρά φύλλα εξακολουθούν να έχουν λίγο κρόκο στις κοιλιές τους. πιθανότατα δεν θα χρειαστεί να φάει για άλλη ημέρα και μισό. Ο Warkentin συνεχίζει να τρίβει μέχρι να παραμείνει μόνο λίγοι, να κρύβεται πεισματικά μέσα στα αυγά τους. "Πήγαινε", τους λέει. "Δεν θέλω να σας αφήσω εδώ μόνο από σας."
Ο τελευταίος από τους μανταλάκια προσγειώνεται στο νερό. Τα αρπακτικά σφάλματα γνωστά ως backswimmers περιμένουν στην επιφάνεια, αλλά ο Warkentin λέει ότι έσωσε τους μύτες από μια χειρότερη μοίρα. Η μητέρα τους είχε χάσει το σήμα, τοποθετώντας τα σε ένα φύλλο που δεν έφτανε πάνω από τη λίμνη. "Εάν επρόκειτο να εκκολάπτονται στο έδαφος", λέει, "τότε θα ήταν απλά τρόφιμα μυρμήγκι".
***
Η Warkentin γεννήθηκε στο Οντάριο και η οικογένειά της μετακόμισε στην Κένυα όταν ήταν 6. Ο πατέρας της συνεργάστηκε με την Καναδική Διεθνή Υπηρεσία Ανάπτυξης για να εκπαιδεύσει καθηγητές στη νέα ανεξάρτητη χώρα. Τότε ένιωσε ενδιαφέρον για την τροπική βιολογία, να παίζει με χαμαιλέοντες και να βλέπει καμηλοπάρδαλες, ζέβρες και gazelles για την οδήγηση στο σχολείο στο Ναϊρόμπι. Η οικογένειά της επέστρεψε στον Καναδά αρκετά χρόνια αργότερα, αλλά στα 20 της πήγαινε με αυτοκίνητο και backpacking σε όλη την Αφρική. "Αυτό ήταν κάτι που φαινόταν απολύτως λογικό στην οικογένειά μου", λέει.
Πριν ξεκινήσει το διδακτορικό της, πήγε στην Κόστα Ρίκα για να μάθει περισσότερα για τις τροπικές και να ψάξει για ένα ερευνητικό θέμα. Τα χερσαία αυγά των κόκκινων ματιών των δέντρων έπληξαν το ενδιαφέρον της. Επισκέφτηκε την ίδια λίμνη ξανά και ξανά και παρακολούθησε.
"Είχα την εμπειρία - την οποία είμαι βέβαιος ότι άλλοι τροπικοί ηκεντολόγοι είχαν πριν και ίσως δεν σκέφτονταν - αν έχετε ένα συμπλέκτη αργά σκηνής, αν τους χτυπήσετε, θα σας εκτοξεύσουν", λέει ο Warkentin . "Μπήκα σε ένα συμπλέκτη, και όλοι διάσωσαν έξω."
Είχε δει επίσης φίδια στη λίμνη. "Αυτό που σκέφτηκα ήταν, wow, αναρωτιέμαι τι θα συμβεί εάν ένα φίδι χτύπησε σε αυτά", λέει, και γελάει. "Όπως, με το στόμα της;" Πράγματι, διαπίστωσε ότι εάν εμφανιστεί ένα φίδι και αρχίσει να επιτίθεται στον συμπλέκτη, τα αυγά εκκολάπτονται νωρίς. Τα έμβρυα μέσα στα αυγά μπορούν ακόμη να πούμε τη διαφορά μεταξύ ενός φιδιού και άλλων κραδασμών στο φύλλο. "Αυτό είναι το πράγμα, να βγούμε στο πεδίο και να παρακολουθούμε τα ζώα", λέει. "Θα σας πουν πράγματα που δεν περιμένατε μερικές φορές."
Οι βιολόγοι πίστευαν ότι αυτό το είδος ευελιξίας παρεμποδίζει τη μελέτη της εξέλιξης, λέει ο Anurag Agrawal, εξελικτικός οικολόγος στο Πανεπιστήμιο Cornell. Οχι πια. Είναι συναρπαστικό το γεγονός ότι ο Warkentin έχει τεκμηριώσει υπέροχα νέα στοιχεία για έναν χαρισματικό βάτραχο, αλλά η Agrawal λέει ότι υπάρχουν πολλά περισσότερα σε αυτό. «Νομίζω ότι παίρνει πίστη για το να το πάρει πέρα από το« gee whiz »και να ζητήσει μερικά από τα εννοιολογικά ερωτήματα στην οικολογία και την εξέλιξη».
Ποια είναι τα πλεονεκτήματα μιας τακτικής επιβίωσης έναντι μιας άλλης; Ακόμα και ένας βάτραχος 5 ημερών πρέπει να εξισορροπήσει το όφελος της αποφυγής ενός πεινασμένου φιδιού έναντι του κόστους εκκόλαψης νωρίς. Και στην πραγματικότητα ο Warkentin και οι συνάδελφοί του έχουν τεκμηριώσει ότι οι μύκητες πρώιμης εκκόλαψης ήταν λιγότερο πιθανό από τους αδελφούς με καθυστέρηση στην επώαση να επιβιώσουν μέχρι την ενηλικίωση, ιδιαίτερα με την παρουσία πεινασμένων νυμφών των λιβελλούλων.
Η πλαστικότητα όχι μόνο επιτρέπει στους βατράχους να αντιμετωπίσουν τις προκλήσεις τη στιγμή. ίσως ακόμη και να αγοράσει χρόνο για να συμβεί η εξέλιξη. Ο Warkentin έχει βρει ότι οι μανταλάκια εκκολάπτονται νωρίς αν διατρέχουν τον κίνδυνο να στεγνώσουν. Εάν το τροπικό δάσος σταδιακά κατέστη ξηρότερο, μια τέτοια πρώιμη εκκόλαψη μπορεί να γίνει πρότυπο μετά από αμέτρητες γενιές, και ο βάτραχος θα μπορούσε να χάσει την πλαστικότητα του και να εξελιχθεί σε ένα νέο είδος ταχείας εκκόλαψης.
Ένας από τους βασικούς άξονες της εξελικτικής σκέψης είναι ότι οι τυχαίες γενετικές μεταλλάξεις στο DNA ενός οργανισμού είναι το κλειδί για την προσαρμογή σε μια πρόκληση: Με τύχη, η αλληλουχία ενός γονιδίου αλλάζει, εμφανίζεται ένα νέο χαρακτηριστικό, ο οργανισμός περνάει το αλλοιωμένο DNA στο επόμενο και γεννά τελικά ένα διαφορετικό είδος. Κατά συνέπεια, πριν από δεκάδες εκατομμύρια χρόνια, κάποια χερσαία θηλαστικά αποκτούσαν μεταλλάξεις που την άφηναν να προσαρμοστούν στη ζωή στον ωκεανό - και οι απόγονοί της είναι οι φάλαινες που γνωρίζουμε και αγαπάμε. Αλλά η πλαστικότητα προσφέρει μια άλλη δυνατότητα: Το ίδιο το γονίδιο δεν χρειάζεται να μεταλλαχθεί για να εμφανιστεί ένα νέο χαρακτηριστικό. Αντίθετα, κάτι στο περιβάλλον θα μπορούσε να ωθήσει τον οργανισμό να κάνει μια αλλαγή, αξιοποιώντας την παραλλαγή που είναι ήδη στα γονίδιά του.
Βεβαίως, η θεωρία ότι η πλαστικότητα θα μπορούσε να δώσει πραγματικά νέα χαρακτηριστικά είναι αμφιλεγόμενη. Ο κύριος υποστηρικτής της είναι η Mary Jane West-Eberhard, πρωτοπόρος θεωρητικός βιολόγος στην Κόστα Ρίκα, μέλος της STRI και συγγραφέας του επιβλητικού βιβλίου του 2003 Developmental Plasticity and Evolution . "Ο 20ός αιώνας ονομάζεται αιώνας του γονιδίου", λέει ο West-Eberhard. "Ο 21ος αιώνας υπόσχεται να είναι ο αιώνας του περιβάλλοντος". Λέει ότι η μετάλλαξη-κεντρική σκέψη είναι "μια εξελικτική θεωρία στην άρνηση." Ο Δαρβίνος, που δεν γνώριζε καν γονίδια, είχε το σωστό, λέει: η πιθανότητα να προκύψουν νέα χαρακτηριστικά λόγω της περιβαλλοντικής επιρροής.
Ο West-Eberhard λέει ότι η ομάδα του Warkentin "έχει επιδείξει μια εκπληκτική ικανότητα των μικροσκοπικών εμβρύων να κάνουν προσαρμοστικές αποφάσεις βασισμένες στην εξαιρετική ευαισθησία στο περιβάλλον τους". Αυτή η ποικιλία, λέει ο West-Eberhard, "μπορεί να οδηγήσει σε εξελικτική διαφοροποίηση μεταξύ των πληθυσμών".
Αν και δεν συμφωνούν όλοι με τη θεωρία του West-Eberhard για το πώς η πλαστικότητα θα μπορούσε να επιφέρει καινοτομία, πολλοί επιστήμονες πιστεύουν τώρα ότι θα εμφανιστεί φαινοτυπική πλαστικότητα όταν οι οργανισμοί ζουν σε περιβάλλοντα που ποικίλλουν. Η πλαστικότητα μπορεί να δώσει στα φυτά και τα ζώα το χρόνο να προσαρμοστούν όταν απορρίπτονται σε ένα εντελώς νέο περιβάλλον, όπως όταν σπέρνουν σπόρους σε ένα νησί. Ένας σπόρος που δεν είναι τόσο επιλεκτικός για τις θερμοκρασίες και τις απαιτήσεις του φωτός μπορεί να κάνει καλύτερα σε ένα νέο μέρος - και ίσως να μην χρειαστεί να περιμένει μια προσαρμοστική μετάλλαξη για να έρθει μαζί.
Επίσης, πολλοί επιστήμονες πιστεύουν ότι η πλαστικότητα μπορεί να βοηθήσει τους οργανισμούς να δοκιμάσουν νέους φαινότυπους χωρίς να δεσμευτούν πλήρως γι 'αυτούς. Πρόωρη εκκόλαψη, για παράδειγμα. Διαφορετικά είδη βατράχων ποικίλλουν σε μεγάλο βαθμό από το πόσο αναπτυγμένα είναι όταν εκκολάπτονται. Μερικοί έχουν μια πεπατημένη ουρά και δεν μπορούν να κολυμπήσουν. άλλοι είναι πλήρως σχηματισμένοι, τετράπλευρα ζώα. "Πώς παίρνετε αυτό το είδος εξελισσόμενης παραλλαγής;" ρωτά ο Warkentin. "Η πλαστικότητα στο χρόνο εκκόλαψης παίζει ρόλο σε αυτό; Δεν ξέρουμε, αλλά είναι πολύ πιθανό. "
***
Η πόλη Gamboa χτίστηκε μεταξύ 1934 και 1943 από την εταιρεία Canal του Παναμά, αμερικανική κυβερνητική εταιρεία που έλεγχε το κανάλι μέχρι το 1979, όταν παραδόθηκε στον Παναμά. Το Gamboa, στην άκρη ενός τροπικού δάσους, είναι μέρος της πόλης φάντασμα, κοινότητα υπνοδωματίου μέρος για την πόλη του Παναμά και μέρος επιστημονικό καλοκαιρινό στρατόπεδο. Αρκετοί κάτοικοι είναι επιστήμονες και προσωπικό της STRI.
Όταν επισκέφθηκα, η ομάδα του Warkentin είχε έως και δώδεκα άτομα, μεταξύ των οποίων αρκετοί φοιτητές που αναφέρεται ως "τα παιδιά". Ένα πρωί μια σφαίρα από δυνατούς νέους ανθρώπους σε γάντια, σακίδια και καπέλα από γόνατο αναχωρούν από το εργαστήριο και τα βήματα του Warkentin σε όλο το πεδίο πίσω από το σχολείο, πέρα από τα γήπεδα τένις.
Ο James Vonesh, καθηγητής στο Πανεπιστήμιο Virginia Commonwealth, ο οποίος πραγματοποίησε μεταδιδακτορική υποτροφία με τον Warkentin και εξακολουθεί να συνεργάζεται μαζί του, επισημαίνει το αγαπημένο του σημάδι στην πόλη, μια παραμονή στην εποχή της Ζώνης των Καννών: "No Necking." Είναι ζωγραφισμένο μπροστά τα περίπτερα στην παλιά πισίνα, τώρα μέρος του αθλητικού συλλόγου των τοπικών πυροσβεστών. Στη συνέχεια, εξηγεί σε ένα από τα παιδιά τι σημαίνει «γκάζισμα».
Περπατούν σε έναν δρόμο σε ένα φυτώριο για τα εγγενή φυτά, διασχίζουν ένα χαντάκι σε μια πεζογέφυρα και φτάνουν στην Experimental Pond. Κατασκευάστηκε από σκυρόδεμα με προδιαγραφές που παρείχαν οι Warkentin και Stan Rand, ένας σεβαστός ερευνητής βάτραχος στο STRI, ο οποίος πέθανε το 2005.
Στην άλλη πλευρά της λίμνης βρίσκεται η ερευνητική περιοχή του ομίλου, που οριοθετείται από ένα χαντάκι στη μία πλευρά και από ένα ρεύμα, στη συνέχεια από τροπικό δάσος, από την άλλη. Υπάρχει ένα υπόστεγο μεταλλικής στέγης με ανοιχτές πλευρές, που περιβάλλεται από δεκάδες δεξαμενές βοοειδών 100 γαλόνια που χρησιμοποιούνται σε πειράματα. Μοιάζουν με κουβάδες που έχουν σκοπό να πιάσουν μια σειρά εξαιρετικά μεγάλων διαρροών. Ο Vonesh μιλάει για το σύστημα υδραυλικών εγκαταστάσεων με περισσότερο ενθουσιασμό από όσο φαίνεται δυνατό. "Μπορούμε να γεμίσουμε μια δεξαμενή βοοειδών σε τρία ή τέσσερα λεπτά!" Αναφωνεί.
Όλη αυτή η γρήγορη πλήρωση σημαίνει ότι οι ερευνητές μπορούν να κάνουν γρήγορα πειράματα που μπορούν να ονειρευτούν άλλοι υδρόβιοι οικολόγοι. Σήμερα αποσυναρμολογούν ένα πείραμα για την καταστροφή. Πριν από τέσσερις ημέρες, σε κάθε μία από τις 25 δεξαμενές τοποθετήθηκαν 47 γυμνοσάλιαγκες μαζί με ένα Belostomatid, ένα είδος νεροτσουλήθρου που τρώει μανταλάκια. Σήμερα, θα μετρήσουν τους μανταλάκια για να μάθουν πόσα έφαγαν οι Μπελοστομάτιδες.
Μια γιγαντιαία μπλε μορφοφωλιά πετάει δίπλα στα ιριδίζοντα φτερά της μια καταπληκτική βουτιά του ηλεκτρικού μπλε πάνω στο καταπράσινο δάσος. "Έρχονται, όπως, τον ίδιο τόπο την ίδια ώρα της ημέρας", λέει ο Warkentin.
"Ορκίζομαι ότι το βλέπω ένα κάθε πρωί", λέει ο Vonesh.
"Είναι το morpho 9:15", λέει ο Warkentin.
Ο Warkentin εξηγεί το πείραμα που τελειώνει σήμερα. "Γνωρίζουμε ότι οι αρπακτικοί σκοτώνουν τη λεία, προφανώς, και φοβίζουν τη λεία", λέει. Όταν οι νεοσύστατοι μανταλάκια πέφτουν σε μια λιμνούλα, τα σφάλματα νερού είναι μια από τις απειλές που αντιμετωπίζουν. Η πλαστικότητα του μπαγιάτρου μπορεί να τους βοηθήσει να αποφύγουν την κατανάλωσή τους - αν μπορούν να εντοπίσουν τα σφάλματα και να απαντήσουν με κάποιο τρόπο.
Οι οικολόγοι έχουν αναπτύξει μαθηματικές εξισώσεις που περιγράφουν πόσα θηράματα θα έπρεπε να τρώνε ένας αρπακτικός και τα κομψά γραφήματα δείχνουν πως οι πληθυσμοί ανεβαίνουν και πέφτουν καθώς το ένα τρώει το άλλο. Αλλά τι πραγματικά συμβαίνει στη φύση; Το μέγεθος; Πόσα λαχανάκια ηλικίας 1 ημέρας καταναλώνουν ένα πλήρες νεροτσουλήθρα; Πόσα παλαιότερα, παχύτερα μανταλάκια; "Προφανώς, νομίζουμε ότι τα μικρά πράγματα είναι πιο εύκολο να πιάσουν και να φάνε και να κολλήσουν στο στόμα σου", λέει ο Vonesh. "Αλλά πραγματικά δεν έχουμε ενσωματώσει αυτό σε ακόμη και αυτά τα βασικά μοντέλα."
Για να υπολογίσετε πόσα φαγητά έχουν τρώγονται, οι προπτυχιακοί, οι μεταπτυχιακοί φοιτητές, οι καθηγητές και οι μεταδιδακτορικοί πρέπει να βγάζουν κάθε τελευταίο μπουκιά από κάθε δεξαμενή για να μετρηθούν. Ο Βόνσεσ παίρνει ένα σαφές πλαστικό ποτήρι κύπελλο από το έδαφος από τα πόδια του. Μέσα είναι ένα σκουλήκι νερού που γιορτάζει με μανίκια. "Είναι ένας μεγάλος τύπος", λέει. Θα φτάσει σε μια δεξαμενή με το δίχτυ, τραβώντας τους μανσέτες ένα ή δύο κάθε φορά και τοποθετώντας τα σε μια ρηχή πλαστική μπανιέρα.
"Είστε έτοιμοι;" ρωτά ο Randall Jimenez, πτυχιούχος φοιτητής στο Εθνικό Πανεπιστήμιο της Κόστα Ρίκα.
"Είμαι έτοιμος", λέει ο Vonesh. Ο Vonesh συμβουλεύει τη δεξαμενή, καθώς ο Jimenez κρατά ένα δίχτυ κάτω από το νερό που αναβλύζει. Οι άνδρες παρακολουθούν το δίχτυ για τυχόν λουμπάν που έχασε ο Vonesh. "Βλέπετε κανέναν;" ρωτάει ο Βόνσε. "Όχι, " λέει ο Jimenez. Χρειάζονται περίπου 30 δευτερόλεπτα για να ρέει το νερό. Οι περισσότεροι από τους ερευνητές φορούν ψηλές μπότες από καουτσούκ για προστασία από τα φίδια, αλλά είναι χρήσιμες καθώς το έδαφος μετατρέπεται γρήγορα σε λάσπη.
Ένα κοπάδι από γρανάζια περιπλανιέται μη χάρη στο χορτάρι. "Τους αρέσει να τρώνε μανίκια", λέει ο Vonesh. "Τους αρέσει να κρεμούν έξω και να προσποιούνται ότι ψάχνουν γαιοσκώληκες, αλλά μόλις γυρίσεις την πλάτη σου, είναι στο μπανιέρα σου".
Ο Βόνσεχ παίρνει τη μπανιέρα του με κουτάλες στο υπόστεγο όπου το φωτογραφίζει ο Warkentin. Ένας φοιτητής θα μετρήσει τους μανταλάκια σε κάθε εικόνα. Έντομα και πουλιά τραγουδούν από τα δέντρα. Κάτι πέφτει-παλαμάρι στην μεταλλική στέγη. Ένα φορτηγό τρένο σφυρίζει από τα τρένα που τρέχουν παράλληλα με το κανάλι? μια ομάδα μαϊμούδων ουρλιάζων φεύγει μια κακή απάντηση από τα δέντρα.
Για επιστήμονες όπως το Warkentin, το Gamboa προσφέρει ένα κομμάτι τροπικού δάσους περίπου μία ώρα με το αυτοκίνητο από ένα διεθνές αεροδρόμιο. "Ω Θεέ μου. Είναι τόσο εύκολο ", λέει. "Υπάρχει ο κίνδυνος να μην εκτιμάτε πόσο εκπληκτικό είναι. Είναι ένα απίστευτο μέρος για δουλειά. "
Κατά τη διάρκεια της ημέρας, τα εικονικά βατράχια με κόκκινα μάτια δεν αναπηδούν. Εάν ξέρετε τι ψάχνετε, μπορείτε να βρείτε το περιστασιακά αρσενικό αρσενικό που προσκολλάται σε ένα φύλλο σαν ένα ανοιχτό πράσινο πασπαλίσματα-διπλωμένα πόδια, αγκώνες κρυμμένα δίπλα του για να ελαχιστοποιηθεί η απώλεια νερού. Μία μεμβράνη που σχεδιάστηκε σαν ξυλόγλυπτο ξύλινο τζάμι καλύπτει κάθε μάτι.
Η πραγματική δράση είναι το βράδυ, έτσι μια βραδιά Warkentin, Vonesh και μερικοί επισκέπτες επισκέπτονται τη λίμνη για να ψάξουν για βατράχους. Τα πουλιά, τα έντομα και οι πίθηκοι είναι ήσυχα, αλλά οι αμφίβιες τσιμπήματα και οι τρυπές γεμίζουν τον αέρα. Η κλήση ενός βατράχου είναι μια σαφής, δυναμική "knock-knock!" Ένας άλλος ακούγεται ακριβώς όπως ένα όπλο ακτίνων σε ένα βιντεοπαιχνίδι. Το δάσος αισθάνεται πιο άγρια τη νύχτα.
Κοντά σε ένα υπόστεγο, ένα αρσενικό βατράχιο δέντρο με κόκκινα μάτια προσκολλάται στο στέλεχος ενός φαρδιού φύλλου. Τα μικροσκοπικά πορτοκαλί δάχτυλα των ποδιών διαστέλλονται, δείχνει τη λευκή κοιλιά και τα φαρδιά κόκκινα μάτια υπό το φως των πολλαπλών προβολέων. «Έχουν αυτές τις φωτογενείς στάσεις», λέει ο Warkentin. "Και απλώς κάθονται εκεί και σας αφήνουν να τραβήξετε μια φωτογραφία. Δεν τρέχουν μακριά. Κάποιοι βατράχοι είναι τόσο νευρικοί. "Ίσως γι 'αυτό το διάσημο βατράχιο δέντρο με κόκκινα μάτια, με την εικόνα του σε τόσα πολλά ημερολόγια, προτείνω - είναι ευκολότερη η φωτογραφία από άλλα βατράχια. Με διορθώνει: "Είναι πιο χαριτωμένοι".
Οι επιστήμονες πιστεύουν ότι οι πρόγονοι των σύγχρονων βατράχων έβαλαν όλα τα αυγά τους στο νερό. Ίσως ο ίδιος ο βατράχος του δέντρου με κόκκινα μάτια να μπορούσε να έχει εξελίξει τις συνήθειες τοποθέτησης των φύλλων του ως αποτέλεσμα της φαινοτυπικής πλαστικότητας. Ίσως ένας πρόγονος να μαστίζει τα αυγά του έξω από το νερό, μόνο στις πραγματικά υγρές μέρες, για να ξεφύγει από τους υδρόβιους θηρευτές - έναν πλαστικό τρόπο αντιμετώπισης ενός επικίνδυνου περιβάλλοντος - και αυτό το χαρακτηριστικό μεταβιβάστηκε στους απογόνους του, το οποίο τελικά έχασε την ικανότητα να βάζουν τα αυγά στο νερό καθόλου.
Κανείς δεν ξέρει αν αυτό συνέβη. "Αυτό ήταν πολύ καιρό πριν και δεν είναι πλέον επιδεκτικός σε τέτοιου είδους πειράματα", λέει ο Warkentin.
Αλλά διεξαγόμενα ενδιαφέροντα πειράματα σε άλλο είδος βάτραχου -ένα που μπορεί να εξακολουθεί να κινείται προς τη μετάβαση μεταξύ ύδατος και γης- είναι σε εξέλιξη. Ο Justin Touchon, πρώην διδακτορικός φοιτητής του Warkentin, μελετά πώς ο βάτραχος δέντρου κλεψύδρας, Dendropsophus ebraccatus, βάζει τα αυγά του, τα οποία είναι λιγότερο γεμάτα με ζελέ και πιο επιρρεπή σε ξήρανση από τα βατράχια δέντρων με κόκκινα μάτια ». Ένας θηλυκός κρεμμυδάκι φαίνεται να επιλέγει πού να βάλει τα αυγά με βάση την υγρασία. Σε λίμνες σκιασμένες από δέντρα, ο Touchon βρήκε ότι θα βάζουν ωάρια πάνω σε φύλλα πάνω από το νερό, αλλά σε πιο θερμές και πιο εκτεθειμένες λίμνες, τα αυγά πηγαίνουν στο νερό.
Σε μελέτη που δημοσιεύθηκε τον περασμένο μήνα, διαπίστωσε ότι τα αυγά ήταν πιθανότερο να επιβιώσουν στην ξηρά εάν υπήρχε μεγάλη βροχή και πιθανότατα να επιβιώσουν στο νερό εάν οι βροχοπτώσεις ήταν σπάνιες. Επίσης, εξέτασε τα αρχεία βροχής για το Gamboa τα τελευταία 39 χρόνια και διαπίστωσε ότι ενώ η συνολική βροχόπτωση δεν έχει αλλάξει, το πρότυπο έχει: Οι καταιγίδες είναι μεγαλύτερες αλλά πιο σποραδικές. Αυτή η αλλαγή στο περιβάλλον μπορεί να οδηγήσει σε μια αλλαγή στον τρόπο με τον οποίο αναπαράγονται τα βατράχια δέντρων κλεψύδρας. "Παρέχει ένα παράθυρο για το τι προκάλεσε την αναπαραγωγή στην ξηρά", λέει ο Touchon - ένα κλίμα που μετατοπίστηκε για να έχει πολλή σταθερή βροχή θα μπορούσε να το κάνει ασφαλέστερο για τους βατράχους να βγάζουν αυγά από το νερό.
Η ομάδα του Warkentin βασίζεται στο ισόγειο του Δημοτικού Σχολείου Gamboa, το οποίο έκλεισε στη δεκαετία του 1980. Ένα πρωί, ο Warkentin κάθεται σε μια αρχαία περιστρεφόμενη καρέκλα με σκονισμένα χέρια σε ένα συνταξιούχο γραφείο, κάνοντας κάτι που μοιάζει με ένα σχέδιο σκάφους βαθμού.
Στο πάτωμα στα αριστερά της κάθεται ένας λευκός κάδος με σειρές πράσινων ορθογωνίων που έχουν κολληθεί στο εσωτερικό. Φτάνει κάτω και τραβάει ένα έξω. Πρόκειται για ένα φύλλο φύλλου, κομμένο με ψαλίδι από ένα από τα φυλλώματα με φαρδιά φύλλα από την πειραματική λίμνη, και πάνω του είναι ένας συμπλέκτης από ζελατινώδη κόκκινα μάτια δέντρα βατράχων δέντρων. Τρυπά μια λωρίδα ταινίας και κολλάει το κομμάτι του φύλλου σε ένα μπλε πλαστικό ορθογώνιο, κομμένο από μια πλαστική πινακίδα.
"Μπορείτε να κάνετε μια εκπληκτική ποσότητα επιστήμης με dishware μιας χρήσης, ταινία αγωγών και γαλβανισμένο σύρμα», λέει.
Στέκεται η κάρτα σε ένα σαφές πλαστικό κύπελλο με λίγο νερό στο κάτω μέρος, όπου οι μανταλάκια θα πέσουν όταν εκκολαφθούν και θα προχωρήσουν στο επόμενο κομμάτι φύλλων. Οι μανταλάκια θα είναι μέρος νέων πειραμάτων πειρατείας.
Υπάρχει μεγάλη επεξηγηματική αξία στα απλά μοντέλα - αλλά θέλει να καταλάβει πώς λειτουργεί πραγματικά η φύση. «Προσπαθούμε να αγωνιστούμε με το πραγματικό», λέει. "Και η πραγματικότητα είναι πιο περίπλοκη."
