Ήταν ο Αύγουστος 2017, λίγες μέρες πριν ένας καταστροφικός τυφώνας περάσει από το αρχιπέλαγος των μικρών νησιών της Καραϊβικής των Τούρκων και του Κάικος και ορισμένοι κάτοικοι ήταν τρομερά απροετοίμαστοι. Ενώ οι νησιώτες ήταν απασχολημένοι να εξοπλίζουν σπίτια ή να πετούν έξω από τη χώρα, πολλές από τις ενδημικές νησιώδεις σαύρες δεν είχαν τις εξελικτικές μπριζόλες για να αντιμετωπίσουν τον επόμενο κατακλυσμό.
Ο Colin Donihue, μεταδιδακτορικός συνεργάτης του Πανεπιστημίου του Χάρβαρντ, και οι συνεργάτες του, μόλις ολοκλήρωσαν μια μελέτη στην οποία γυρίστηκαν, κατέγραψαν και μέτρησαν τους Τόρκους και τον Καΐκο σε μια προσπάθεια να διαπιστώσουν αν μια προγραμματισμένη εξάλειψη των διηθητικών μαύρων αρουραίων τα νησιά θα έχουν οποιαδήποτε επίδραση στη συμπεριφορά και τα σώματα των σαυρών.
Όλα πήγαν σύμφωνα με το σχέδιο μέχρι τέσσερις ημέρες μετά την αποχώρηση του Donihue. Ο τυφώνας Irma χτύπησε τους Τούρκους και το Caicos πριν μετακινηθεί στα βορειοδυτικά για να χτυπήσει την ηπειρωτική χώρα της Φλώριδας και μετά το καταστροφικό του ίχνος ακολουθήθηκε περίπου δύο εβδομάδες αργότερα από τον τυφώνα Μαρία, ο οποίος θα συνέχιζε να καταστρέφει το Πουέρτο Ρίκο και τη Δομίνικα.
Ο ερευνητής ανησυχούσε αμέσως για τους συναδέλφους που ασχολήθηκαν με άλλες πτυχές του σχεδίου εξάλειψης αρουραίων. Αλλά αφού οι αρχικές απειλές κατέστρεψαν, οι σκέψεις του στράφηκαν προς την επιστήμη - η έρευνα για τις σαύρες που είχε συμβάλει στην πραγματοποίηση ημερών πριν παρουσίασε μια σπάνια ευκαιρία να προσδιορίσει όχι μόνο ποιες ήταν οι επιπτώσεις των καταιγίδων στον πληθυσμό των σαύτων, αλλά ποια είναι τα καλύτερα γνωστά χαρακτηριστικά της σαύρας για να επιβιώσουν η καταιγίδα.
«Συνειδητοποιήσαμε ότι βρισκόμαστε σε μια μοναδική θέση, έχοντας τα τελευταία βλέμματα σε αυτές τις σαύρες», λέει. Έξι εβδομάδες μετά την αποχώρηση του Donihue, επέστρεψε στο νησί, επαναλαμβάνοντας τις μετρήσεις της σαύρας.
Η τοποθεσία του Pine Cay και του Water Cay σε σχέση με τους τυφώνες Irma και Maria. Στις 8 Σεπτεμβρίου 2017, ο τυφώνας Irma έπληξε απευθείας τους Τούρκους και το Caicos (μαύρο κύκλο). Δύο εβδομάδες αργότερα, στις 22 Σεπτεμβρίου, το αρχιπέλαγος στις Δυτικές Ινδίες χτυπήθηκε ξανά, αυτή τη φορά από τον τυφώνα Μαρία. (Donihue κ.ά., Δεδομένα χάρτη: Google, © 2018 DigitalGlobe) Ο ίδιος και οι συνάδελφοί του διαπίστωσαν ότι πολλές από τις σαύρες δεν επιβίωσαν από τη θύελλα και εκείνες που πιθανότατα το έκαναν χάρη στις βασικές διαφορές στις σωματικές τους διαστάσεις.
Ενώ άλλες έρευνες εξέτασαν τις επιπτώσεις που είχαν οι τυφώνες σε ζώα όπως τα πουλιά, τα βατράχια και τα πρωτεύοντα, ασχολούνται κυρίως με τα επακόλουθα, καθώς είναι δύσκολο για τους ερευνητές να προβλέψουν την πορεία των μελλοντικών καταιγίδων. Ο Donihue λέει ότι αυτή η νέα μελέτη, που δημοσιεύθηκε σήμερα στο περιοδικό Nature , είναι μια πρώτη-of-kind παρατήρηση των πριν και μετά τα φυσικά χαρακτηριστικά ενός πληθυσμού.
"Αυτό που έχουμε τεκμηριώσει είναι μια ισχυρή περίπτωση φυσικής επιλογής λόγω του τυφώνα, " λέει ο Donihue.
Και στα δύο ταξίδια διεξήγαγαν την έρευνα περπατώντας μέσω δύο μικρών νησιών στους Τούρκους και Caicos-Pine Cay και Water Cay. Θα έπιαναν σαύρες κατά μήκος αυτών των διαδρομών χρησιμοποιώντας μακρινούς πόλους εξοπλισμένους με κόμπους στο τέλος. Στο πρώτο ταξίδι πήραν περίπου 70 σαύρες πίσω στο εργαστήριο και μέτρησαν τα διάφορα μέρη του σώματος τους.
Οι σαύρες της Anolis έχουν εξειδικευμένα πέλματα που τους επιτρέπουν να προσκολλώνται σε ομαλές επιφάνειες. Οι ερευνητές έλαβαν μακροεντολές των τεμαχίων και μέτρησαν την επιφάνεια τους. Διαπίστωσαν ότι οι άκρες των επιζώντων σαυρών μετά τον τυφώνα ήταν σημαντικά μεγαλύτερες από αυτές των προηγούμενων. (Colin Donihue) Στο ταξίδι επιστροφής, ο Donihue λέει ότι είδε σημαντικές καταστροφές τόσο σε ανθρώπινες κατασκευές όσο και σε δέντρα και έρημο, με στέγες που έριξαν σπίτια, ανατράπηκαν δέντρα και φυτά απογυμνώθηκαν από τα φύλλα του. Οι ερευνητές εργάστηκαν πολύ πιο σκληρά για να πιάσουν αρκετές σαύρες εξαιτίας της σχετικής έλλειψης των ελών, αλλά τελικά κατέληξαν με πάνω από 90.
Κατά μέσο όρο, βρήκαν ότι οι επιζώντες ήταν μικρότεροι και είχαν διαφορετικά φυσικά χαρακτηριστικά.
Τα μαξιλάρια toe στα μπροστινά πόδια τους ήταν περίπου 9 τοις εκατό μεγαλύτερα, ενώ τα μαξιλάρια των πέλματος ήταν περίπου 6 τοις εκατό μεγαλύτερα. Ο Donihue λέει ότι τα μεγαλύτερα μαξιλάρια toe θα ήταν κρίσιμα, καθώς τα εξογκώματα που μοιάζουν με gecko θα τους επέτρεπαν να βελτιώσουν την πρόσφυση σε κλαδιά ή φύλλα μπροστά στους ανέμους των τυφώνων.
Οι επιστήμονες διαπίστωσαν ότι τα μπροστινά πόδια των επιζώντων ήταν κατά μέσο όρο 2% μεγαλύτερο, αλλά εκπλήσσονταν ότι τα πίσω πόδια ήταν περίπου 6% μικρότερα.
Για να ανακαλύψουν γιατί, έτρεξαν ένα άλλο πείραμα στα αιχμαλωτισμένα έρηνα για να δουν τις στρατηγικές επιβίωσης τους. Αφήνουν τους χαλαρούς ανέμους σε επίπεδο τυφώνα χρησιμοποιώντας έναν ανεμιστήρα φύλλων για να συλλάβουν άλογα σε μια ξύλινη πέρκα παρόμοια με ένα κλαδί δέντρου. Οι σαύρες τοποθετούσαν για πρώτη φορά την κόγχη μεταξύ τους και ο άνεμος έπειτα εξομάλυνε το σώμα τους για να πάρει τη μικρότερη έκθεση στο τεχνητό φτερό. Έσπρωξαν τα χέρια τους κοντά στο σώμα τους και κατέρριψαν τα κεφάλια τους, αλλά οι ερευνητές παρατήρησαν ότι τα πίσω πόδια τους ήταν εκτεθειμένα σε όλη την δύναμη του ανέμου.
"Καθώς η ταχύτητα του ανέμου αυξανόταν όλο και περισσότερο, αυτά τα πίσω πόδια θα πιάνονταν όλο και περισσότερο από τον άνεμο, ενεργώντας σαν πανιά, μέχρι που τελικά τα οπίσθια άκρα έσκαψαν από την πέρκα", λέει ο Donihue.
(Δεν έγιναν ζημιές σε αυτό το πείραμα και όλοι απελευθερώθηκαν στο σημείο της αρχικής σύλληψης.)
Οι κόλποι θα κρεμούσαν με τα μπροστινά άκρα τους για λίγο, πριν φουσκωθούν και σε ένα γεμισμένο τοίχο πίσω. "Δεν έχουν υποστεί βλάβες οι σαύρες, όλοι επιστράφηκαν πίσω στο σημείο σύλληψής τους", τονίζει ο Donihue, προσθέτοντας ότι κατά τη διάρκεια του πραγματικού τυφώνα, σαύρες με μεγαλύτερα πίσω πόδια θα είχαν πιθανώς εκτραφεί στη θάλασσα.
Λέει ότι είναι πιθανό κάποιες σαύρες με αυτά τα γνωρίσματα να είχαν διοχετευθεί σε πεύκους Pine and Water κατά τη διάρκεια των καταιγίδων, αλλά είναι απίθανο. "Αυτή είναι η φυσική επιλογή στην πράξη", λέει.
Ακόμα πυροβολισμοί που δείχνουν συμπεριφορά σαύρας σε προσομοιωμένες συνθήκες υψηλού ανέμου (Colin Donihue) Η Martha Muñoz, καθηγητής βιολογίας στο Πολυτεχνείο της Βιρτζίνια και στο κρατικό πανεπιστήμιο που μελετά σαύρες και σαλαμάνδρες, λέει ότι η μελέτη είναι συναρπαστική και "πραγματικά δροσερή", καθώς δείχνει ένα παράδειγμα εξέλιξης που συμβαίνει σε πραγματικό χρόνο - κάτι που η επιστημονική κοινότητα δεν σκέφτηκε με σπονδυλωτά έως ότου μια μελέτη που δημοσιεύτηκε το 2006 έδειξε πώς η ξηρασία θα μπορούσε να επηρεάσει τη φυσική επιλογή μεταξύ των σπίνων του Δαρβίνου.
"Πιστεύω ότι εμπλουτίζει την κατανόησή μας για τον τρόπο με τον οποίο οι οργανισμοί αποκρίνονται και επηρεάζονται από τις σύγχρονες επιλεκτικές πιέσεις", λέει ο Muñoz, ο οποίος δεν συμμετείχε στη μελέτη του Donihue.
Ο Donihue λέει ότι πρέπει να διεξαχθούν περαιτέρω έρευνες για να διαπιστωθεί εάν αυτή η φυσική επιλογή θα επεκταθεί στην επόμενη γενιά των Turtles and Caicos anoles, αλλά ο Muñoz δεν θα εκπλαγεί από το γεγονός ότι βελτιώνεται η ικανότητα προσκόλλησης των σαυρών που προχωρούν.
"Το Evolution μας πλήττει με πόσο γρήγορα μπορεί να είναι", λέει. "Χρειάζεται μόνο μία γενιά για να παρατηρήσετε την εξέλιξη που συμβαίνει ακόμη και σε σπονδυλωτά."
Ο Donihue πιστεύει ότι είναι πιθανό οι anoles να επανακτήσουν τα μεγαλύτερα οπίσθια πόδια τους από την καθημερινή ζωή, το χαρακτηριστικό αυτό τους βοηθά να πηδούν για να αποφύγουν τους αρπακτικούς ή να πιάσουν τη λεία.
"Είναι σε αυτή τη συνεχή ανατροφοδότηση στο περιβάλλον τους", λέει, προσθέτοντας ότι εκείνοι που προσαρμόζονται σε κάποιες συνθήκες μπορεί να μην είναι σε θέση να επιβιώσουν άλλους.
David Spiller, επιστήμονας στο Πανεπιστήμιο της Καλιφόρνιας Ντέιβις, ο οποίος συμμετείχε σε μια μελέτη σχετικά με τις επιπτώσεις των τυφώνων Irene το 2011 και της Sandy το 2012 σε πληθυσμιακά επίπεδα κουβανέζικων brown anoles ( anolis sagrei ) σε μικρά νησιά στις Μπαχάμες, ανησυχίες ότι η αλλαγή του κλίματος μπορεί να επηρεάσει αρνητικά αυτή την ανατροφοδότηση, εάν οι τυφώνες γίνουν πιο συχνές και όλο και πιο καταστροφικές, όπως προβλεπόταν.
"Εάν οι διαταραχές γίνονται ακόμη πιο συχνές, τα είδη δεν πρόκειται να προσαρμοστούν τόσο καλά στο περιβάλλον τους", λέει ο Spiller, ο οποίος δεν συμμετείχε στη μελέτη του Donihue. «Τα κρατάει εκτός ισορροπίας».
Ο Muñoz συμφωνεί: "Τι γίνεται αν τα χαρακτηριστικά που σας επιτρέπουν να επιβιώσετε μείζονα αντίκτυπο βρίσκονται σε σύγκρουση με τα χαρακτηριστικά που συνήθως βρίσκονται υπό επιλογή για άλλους λόγους;"
