https://frosthead.com

Τι οι Μεγάλες Πέννες των μικροσκοπικών καρκινοειδών μιλούν για την Εξέλιξη

Δεν είναι μυστικό ότι τα αρσενικά και θηλυκά ζώα τείνουν να διαφέρουν στην εμφάνισή τους. Τα ανθρώπινα αρσενικά είναι μεγαλύτερα κατά μέσο όρο από τα ανθρώπινα θηλυκά, για παράδειγμα, σε βαθμό που συμφωνεί με αυτά που παρατηρούνται σε άλλα πρωτεύοντα. Ορισμένες φορές, όπως και με τους πασχαλιές και τους αντάρτες τους, η απόκλιση μπορεί να είναι πιο εντυπωσιακή. Σύμφωνα με μια νέα μελέτη στη Φύση, ωστόσο, λιγότερο θα μπορούσε να είναι περισσότερο μακροπρόθεσμα όταν πρόκειται για αυτού του είδους τις παραλλαγές.

Στην πειθαρχία της βιολογίας, οι ενδοασφαλιστικές διαφορές φύλου περικλείονται από τον όρο σεξουαλικό διμορφισμό . Τα είδη με υψηλό βαθμό διμορφισμού (π.χ. φασιανοί) διαφέρουν σημαντικά, ενώ εκείνα με χαμηλό διμορφισμό (π.χ. αγριόγατα) μπορεί να απαιτούν την ανάλυση των εμπειρογνωμόνων. Οι ερευνητές πίσω από το βιβλίο Nature, με τίτλο "Υψηλή αρσενική σεξουαλική επένδυση ως οδηγός εξάλειψης σε ορυκτά ορυκτά", εξέτασαν τα απολιθώματα για να δουν εάν η σοβαρότητα του σεξουαλικού διμορφισμού μπορεί να συσχετιστεί με την αντοχή των ειδών σε γενιές.

«Θέλαμε να δούμε τον σεξουαλικό διμορφισμό και τη σεξουαλική επιλογή και τον ρόλο του στην εξαφάνιση», λέει ο συν-συγγραφέας Gene Hunt, παλαιοβιολόγος στο Εθνικό Μουσείο Φυσικής Ιστορίας του Smithsonian. "Και θέλαμε να εξαλείψουμε τα απολιθωμένα ρεκόρ, όπου έχετε τον πραγματικό τερματισμό των γενεαλογιών".

Αυτή η προσέγγιση έρχεται σε αντίθεση με εκείνη των προηγούμενων μελετών σχετικά με το σεξουαλικό διμορφισμό και τα ποσοστά εξαφάνισης, τα οποία βασίστηκαν σε αναλύσεις για τα είδη που εξακολουθούν να υπάρχουν και τα οποία έχουν βιώσει εντοπισμένα εξαφανίσεις ή μετακινούνται σημαντικά στον κατάλογο των ειδών που απειλούνται με εξαφάνιση. "Είναι έγκυρη δουλειά", λέει ο Hunt, "και είναι καλό, αλλά η έρευνά μας μας συμπληρώνει, από όπου ξέρετε ότι αυτά είναι πραγματικά εξαφανίσεις και ότι δεν είναι πραγματικά ανθρώπινα».

Το τέχνασμα βρίσκει εξαφανισμένα πλάσματα στο απολιθωμένο αρχείο με αρκετό διμορφισμό για να διακρίνει αξιόπιστα τα δείγματα από το αντίθετο φύλο - δεν σημαίνει ότι τα απολιθώματα είναι συχνά εκατοντάδες εκατομμύρια ετών και αποτελούνται από λίγο περισσότερο από υποβαθμισμένα σκελετικά κατάλοιπα.

ostracod2.jpg Θηλυκό (κορυφαίο) και αρσενικό (κάτω) του οσρακτοδότη Cypideis salebrosa . Σημειώστε ότι το αρσενικό κέλυφος είναι πιο επιμηκυμένο από αυτό του θηλυκού. Αυτό θεωρείται ότι αντικατοπτρίζει την ανάγκη να φιλοξενηθούν τα μεγάλα αρσενικά γεννητικά όργανα (επισημασμένα με γκρι). (Μ. João Fernandes Martins)

Εισάγετε τα ostracods, τα λεπτά μορφής ζωής καρκινοειδών (της τάξεως του χιλιοστού σε μέγεθος) στην καρδιά του μόλις κυκλοφορούντος χαρτιού. Ενώ η εύρεση των μικρών παιδιών μπορεί να είναι μια διαδικασία (η μέθοδος επιλογής των επιστημόνων είναι η αποξήρανση των ιζημάτων χύμα και ελπίζοντας να τα ανιχνεύσουν σε πιο κοντινή επισκόπηση στο εργαστήριο), μόλις βρεθούν, το ξεχωριστό τους ξεχωριστό από το σεξ είναι εκπληκτικά απλό.

Αυτό συμβαίνει λόγω των σημαντικών διαφορών στο μέγεθος των καρπάρων-των αρσενικών "των τρυπών" τείνουν να είναι πολύ μεγαλύτερα από τα θηλυκά ». Αυτό που τείνει επίσης να ξεχωρίζει στα αρσενικά δείγματα είναι η υπερμεγέθη αναπαραγωγική συσκευή τους.

"Τα γεννητικά όργανα είναι πραγματικά μεγάλα στο αρσενικό", λέει ο Χαντ. "Υπάρχει μια εκτίμηση από ένα είδος, όπου το ένα τρίτο του εσωτερικού όγκου του ζώου είναι ουσιαστικά τα αρσενικά αναπαραγωγικά μέρη. Έτσι δεν είναι σαν τους ανθρώπους. "

Το γεγονός ότι πολλά από αυτά τα αρθροπόδια είναι τόσο καλά προικισμένα ήταν ένα όφελος για τους εμπλεκόμενους επιστήμονες, επειδή τους επέτρεψε να πλαισιώσουν με μεγαλύτερη ακρίβεια το ερευνητικό τους ζήτημα. Αντί να ρωτάμε αν ο σεξουαλικός διμορφισμός μπορεί να έχει αντίκτυπο στα ποσοστά επιβίωσης των μακροχρόνιων ειδών, ο Hunt και οι άλλοι συγγραφείς θα μπορούσαν να είναι πιο συγκεκριμένοι και να εξετάσουν εάν η κατανομή ενέργειας σε ανδρικά σεξουαλικά όργανα αντί σε άλλες περιοχές θα μπορούσε να είναι επιβλαβής για ένα είδος κάτω ο δρόμος.

Η ιεράρχηση της ανάπτυξης του πέους και των γονάδων έχει τις χρήσεις της για μεμονωμένα αρσενικά σε ανταγωνιστικό περιβάλλον αναπαραγωγής. "Αντανακλά τον ανταγωνισμό μεταξύ των αρσενικών, που μερικές φορές ονομάζεται ανταγωνισμός σπέρματος, για να γονιμοποιήσει τα αυγά των θηλυκών με τα οποία συνυπάρχουν", λέει ο Hunt. Αλλά η αύξηση του σεξουαλικού σίγουρα έχει τα μειονεκτήματα του παιχνιδιού της βιολογίας με μηδενικό άθροισμα.

ostracod4.jpeg Gene Hunt, επιμελητής του Ostracoda για το Εθνικό Μουσείο Φυσικής Ιστορίας του Σμιθσονίου, με δείγμα οστρακοδέρματος βαθέων υδάτων κάτω από το μικροσκόπιο. (Adrian James Testa)

"Το ζώο καταναλώνει μόνο ένα συγκεκριμένο ποσό", σημειώνει ο Hunt. "Εάν ξοδεύετε αυτή την ενέργεια αυξάνοντας τα γεννητικά σας όργανα για να δημιουργήσετε πολλά σπερματοζωάρια, αυτή είναι η ενέργεια που δεν μπορείτε να κρατήσετε στο αποθεματικό για να επιβιώσετε εάν υπάρχει έλλειψη τροφίμων ή κάτι τέτοιο."

Πράγματι, η ομάδα βρήκε μια συγκεκριμένη αντίστροφη συσχέτιση μεταξύ του μεγέθους των γεννητικών οργάνων και της μακροπρόθεσμης βιωσιμότητας των ειδών μεταξύ των ostracods. "Δείχνουμε ότι τα είδη με πιο έντονο σεξουαλικό διμορφισμό, που δείχνουν τα υψηλότερα επίπεδα ανδρικής επένδυσης στην αναπαραγωγή, είχαν εκτιμήσει τα ποσοστά εξαφάνισης που ήταν δέκα φορές υψηλότερα από εκείνα του είδους με τη χαμηλότερη επένδυση", συνοψίζει η εργασία. Ενώ ο ανταγωνισμός σπερματοζωαρίων μπορεί να είναι πολύτιμος για τη διατήρηση ισχυρού γονιδίου ενός είδους, εάν ληφθεί στα άκρα, φαίνεται αρκετά σαφές ότι είναι μια μη προσδοκώμενη στρατηγική.

Από πού πηγαίνει η έρευνα από εδώ; Ο Hunt είναι αισιόδοξος ότι η μελέτη στην οποία εργάστηκε σύντομα θα επαληθευτεί από άλλους που θα ασχοληθούν με τα δικά τους απολιθωμένα απολιθώματα - αν και υπάρχουν μόνο λίγες άλλες προφανείς περιπτωσιολογικές μελέτες. «Θα ήθελα να δω τους ανθρώπους να το εφαρμόζουν σε εκείνες τις ομάδες όπου θα μπορούσατε ενδεχομένως να το κάνετε και ίσως να είστε δημιουργικοί στο να σκέφτεστε πώς να φτάσετε σε άλλες ομάδες».

Το Hunt πιστεύει ότι η γνώση των δυσμενών επιδράσεων του διμορφισμού θα μπορούσε να μας βοηθήσει να προβλέψουμε καλύτερα και να προετοιμαστούν για την εξάντληση των ειδών κάτω από το δρόμο. "Μπορεί να μας βοηθήσει να καταλάβουμε ποια είδη θα μπορούσαν να διατρέχουν μεγαλύτερο κίνδυνο", λέει. "Αν έχετε ένα είδος με ισχυρό διμορφισμό, ίσως αυτό είναι κάτι παραπάνω που πρέπει να εξετάσετε".

Τι οι Μεγάλες Πέννες των μικροσκοπικών καρκινοειδών μιλούν για την Εξέλιξη