Некоторые ящерицы в восточной части США адаптировались к инвазивным огненным муравьям, которые могут кусать, жалить и убивать ящериц, обратив вспять географические тенденции в поведенческих и физических чертах, используемых для избегания хищников. Новое исследование, описывающее эту инверсию, появилось в сети 29 ноября 2018 года в журнале Global Change Biology и показывает, что новые экологические проблемы могут преобладать над историческими влияниями, которые изначально определяли географические тенденции в чертах.
«Быстрые изменения окружающей среды, будь то изменение климата или интродукция инвазивных видов, оказывают сильное давление на местные виды», - сказал Кристофер Тоули, аспирант Пенсильванского университета во время исследования и первый автор статьи.«Обычно, когда исследователи изучают, как местные виды могут реагировать на такого рода угрозы, они могут измерять одну характеристику животного и в одном или нескольких местах. В этом исследовании мы рассмотрели три отдельные характеристики ящериц восточной изгороди из тринадцати мест. простираясь на тысячу миль, и обнаружили, что эти ящерицы способны согласованно адаптироваться к угрозе инвазивных огненных муравьев и в относительно короткие сроки».
Некоторые поведенческие и физические характеристики внутри вида постепенно меняются в зависимости от географического пространства, например, животные на одном конце ареала могут иметь относительно короткие конечности, которые, когда вы перемещаетесь по ареалу, становятся длиннее. Эти географические «клины» могут быть связаны с изменениями температуры, осадков или других факторов окружающей среды, которые также меняются в зависимости от географического диапазона, часто в зависимости от широты.
«Мы обнаружили, что ящерицы-изгороди следуют предсказанным широтным линиям поведения против хищников там, где огненные муравьи еще не вторглись - примерно от Нью-Джерси до северного Теннесси», - сказала Трейси Лангкильд, профессор и глава отдела биологии в Пенсильванском университете. старший автор статьи.«Они чаще полагаются на маскировку в более низких широтах при отсутствии огненных муравьев».
Чтобы избежать обнаружения хищниками, ящерицы в более низких широтах обычно сидят неподвижно и используют свою пятнистую окраску, чтобы слиться с окружающей средой. Это эффективная стратегия против большинства их естественных хищников, таких как птицы, которые охотятся визуально.
«Но там, где присутствуют огненные муравьи, от центрального юга Теннесси до прибрежной Алабамы, картина меняется на противоположную», - сказал Лангкилде. «Сидеть на месте и сливаться с окружающей средой очень неэффективно против огненных муравьев, которые быстро роятся и жалят ящериц, парализуя и убивая их. в течение длительного времени эти ящерицы с большей вероятностью реагируют, как и большинство людей, когда на них нападают огненные муравьи: они дергают своим телом и используют свои задние ноги, чтобы удалить огненных муравьев и / или убежать от атакующих огненных муравьев. Эта стратегия помогает им пережить эти столкновения с огненными муравьями».
Исследователи также наблюдали подобное изменение в моделях длины задних конечностей. Музейные экземпляры ящериц, собранные до нашествия огненных муравьев, и современные ящерицы на участках, где огненных муравьев нет, демонстрируют закономерность, при которой ящерицы на самых южных участках имеют самые короткие задние конечности. Но на современных участках с огненными муравьями ящерицы на самых южных участках имеют самые длинные задние конечности, что свидетельствует о значительном отклонении от исторических моделей. Паттерны физиологии стресса также меняются с присутствием огненных муравьев: ящерицы живут в самых южных районах, а огненные муравьи производят больше гормона кортикостерона, связанного со стрессом, когда им угрожает опасность.
«Задокументированные изменения длины конечностей и физиологии стресса на самом деле помогают ящерицам справляться с огненными муравьями», - сказал Тоули. «Более длинные конечности обеспечивают большую скорость бега и более эффективное удаление огненных муравьев, а повышенный уровень кортикостерона заставляет животных выполнять такие действия, как подергивания и бегство. Таким образом, мы наблюдаем очень сложные изменения у этих животных в очень широком географическом диапазоне. Это говорит о том, что изменения окружающей среды, такие как инвазивные виды, могут оттолкнуть виды от их традиционной траектории развития по целому ряду признаков».
Хотя эти изменения могут принести пользу ящерицам в краткосрочной перспективе, позволив им пережить нападение огненных муравьев, стоимость этих изменений, которые, кажется, идут вразрез с историческими адаптациями, неизвестна.
«Эти клины существуют не просто так, поэтому полная противоположность этих паттернов вызывает много вопросов», - сказал Тоули. «Например, некоторые из моих предыдущих исследований показывают, что более частые подергивания и бегство могут сделать ящериц более уязвимыми для визуальных хищников».
Изменения, наблюдаемые в этом исследовании, также примечательны тем, что они произошли всего за 80 лет - около 40 поколений ящериц - или даже меньше.
«Обычно мы думаем, что эволюция происходит в течение сотен, тысяч или даже миллионов лет, поэтому интересно видеть, как ящерицы-изгороди могут адаптироваться к такой угрозе, как огненные муравьи, таким сложным образом за короткий промежуток времени», - сказал он. Лангкильде.«Еще многое предстоит узнать о более широких механизмах и последствиях адаптации к огненным муравьям и другим экологическим проблемам. Понимание того, как некоторые виды могут так быстро адаптироваться, и затраты на это, поможет нам прогнозировать и управлять нашей изменяющейся средой."
Видео, связанное с исследованием, можно найти здесь: