Dacă ai copii în viața ta, imaginează-ți pentru o clipă că nu seamănă cu părinții lor, nu mănâncă nimic din ceea ce oamenii mănâncă în mod normal și sunt activi numai în timp ce adulții dorm.

mormolocii

Deși s-ar putea să sune ca o idee dintr-o operă de ficțiune suprarealistă, este de fapt norma, mai degrabă decât excepția din regnul animal. Majoritatea animalelor trec prin ceea ce biologii numesc un ciclu de viață complex, începând ca larve care au adesea puține, sau chiar ceva, în comun cu părinții lor.

Pentru a deveni adulți, trebuie să treacă printr-un proces cunoscut sub numele de metamorfoză, care este una dintre cele mai remarcabile fapte ale naturii. În timpul acestui proces, corpurile larvele ale multor specii de animale suferă modificări dramatice care le transformă în adulți care au o asemănare mică, chiar dacă există, cu stadiul lor juvenil. Fluturii pot fi cel mai familiar exemplu în acest sens. Cu toate acestea, deși ciclurile de viață complexe sunt răspândite, în mod surprinzător se știe puțin despre modul în care acestea evoluează, în special măsura în care evoluția într-o etapă a vieții îi afectează pe ceilalți.

Pentru a înțelege mai bine consecințele evoluției unui ciclu de viață complex într-un grup mare de specii înrudite, biologii Universității din Arizona au studiat un alt exemplu familiar: broaștele și mormolocurile lor.

Tung Phung, Joao C. S. Nascimento și John J. Wiens de la UArizona Department of Ecology and Evolutionary Biology au analizat mai îndeaproape evoluția dimensiunii corpului în 542 de specii de broaște aparținând a 42 de familii, dintre care majoritatea au un stadiu de mormoloc. Studiul, care a fost co-autor de Alexander Novarro de la The Nature Conservancy, este publicat în revista științifică Proceedings of the Royal Society B.

„Am vrut să știm, broaștele mari au mormoloci mari și broaștele mici mormoloci mici, sau dimensiunile dintre cele două sunt decuplate?”, A spus Wiens, făcând aluzie la o ipoteză predominantă în biologia evoluției care afirmă că larvele și adulții ar trebui să evolueze mai degrabă independent, în special la speciile în care cele două etape de viață au stiluri de viață foarte diferite.

Dacă stadiile larvelor și ale adulților evoluează complet independent unul de celălalt, ar trebui să existe o corelație mică între dimensiunea larvelor și dimensiunea adulților în rândul speciilor. Cu alte cuvinte, broaștele mari ar putea avea mormoloci mici, iar mormolocurile mari ar putea deveni broaște mici, fără nicio relație între mărimea broaștelor și mormolocurile.

Echipa a cercetat literatura științifică pentru date privind dimensiunile mormolocurilor și broaștelor adulte pentru fiecare specie, a asamblat un arbore evolutiv între specii și a aplicat instrumente analitice statistice.

Echipa a descoperit că, deși există o cantitate izbitoare de variabilitate între familiile de broaște, asocierea nu este complet aleatorie. La nivelul broaștelor ca grup, dimensiunile corpului larvelor și ale adulților sunt semnificative și pozitive.

„Nu este doar„ orice merge ”, a spus Wiens. "Am inclus aproape fiecare familie de broaște care are un stadiu de mormoloc și am constatat că există constrângere. În unele cazuri, este foarte puternic; dimensiunea adulților prezice puternic dimensiunea larvelor în multe dintre familiile pe care le-am analizat."

În alte familii incluse în studiu, cercetătorii au descoperit că relația este mult mai variabilă. De exemplu, în familia broasca spadefoot (Scaphiopodidae), speciile cu adulți mari au mormoloci mici, iar speciile cu adulți mici au mormoloci mari.

Au existat, de asemenea, variații în dimensiunea relativă a adulților și mormolocului în rândul familiilor. De exemplu, broasca paradoxală, Pseudis paradoxa, este o specie cu adulți de dimensiuni normale care se dezvoltă din mormoloci uriași care sunt de trei până la patru ori mai mari decât adulții. La celălalt capăt al spectrului sunt niște broaște gigantice sud-americane, ale căror mormoloci sunt de aproximativ o zecime din mărimea adultului.

"În general, dimensiunea mormolocului în comparație cu adulții se schimbă foarte mult între broaște, dar de ce, nu știm", a spus Wiens.

Autorii au comparat, de asemenea, ratele de evoluție a dimensiunilor corpului între mormoloci și adulți. Acestea s-au dovedit a fi clar decuplate. De exemplu, la broaștele din sticlă, etapa mormolului are o gamă largă de dimensiuni, indicând că a evoluat foarte rapid, în timp ce adulții variază mult mai puțin ca dimensiune. Alte grupuri, cum ar fi broaștele adevărate, au rate evolutive rapide în ambele etape, în timp ce altele, cum ar fi broaștele de taur africane, prezintă modelul opus, cu adulții care evoluează rapid și mormolocii se schimbă lent.

Odată ce mormolocii, care sunt limitați la apă, se transformă în broaște care își petrec cea mai mare parte a timpului sărind pe uscat, corpurile lor suferă o transformare extremă: țesuturile care alcătuiesc coada lor puternică, folosite pentru a le propulsa sub apă, sunt reciclate în alte țesuturi.; apendicele încep să încolțească începând cu picioarele, apoi cu brațele și își pierd aparatul de hrănire. Acest sistem de hrănire constă de obicei dintr-un cioc mare, mărginit de cinci sau mai multe rânduri de dinți minusculi, care sunt înșiși înconjurați de un inel de tentacule scurte și cărnoase. În interior, un sistem de filtrare folosește fluxuri de nămol pentru a extrage alimentele din apă. Unii mormoloci par să folosească dinții și ciocul pentru a răci algele de pe pietre. Alții aspiră materia organică în descompunere din fundul habitatelor lor de apă dulce. Dar unele mormoloci sunt carnivore și pot fi chiar canibali.

„Mecanismul lor de hrănire este atât de ciudat încât oamenii încă nu știu exact cum funcționează sau chiar ce mănâncă majoritatea mormolocurilor”, a spus Wiens. "La broaștele adulte, piesele bucale sunt complet diferite, așa că trebuie să doboare tot acest sistem și să le reconstruiască în timpul metamorfozei."

Deși variabilitatea uriașă a dimensiunii mormolocului față de adulți face broaștele deosebit de interesante pentru Wiens și echipa sa de cercetare, el a spus că un alt motiv pentru alegerea broaștelor pentru acest studiu a fost statutul lor de animale pe cale de dispariție, care sunt extrem de benefice mediului natural.

Dintre cele peste 7.200 de specii de broaște care au fost descrise, cele mai multe trăiesc la tropice și multe au dispărut într-un ritm alarmant, a spus Wiens. Acest lucru este îngrijorător, deoarece joacă roluri critice în ecosistemele de pe glob - de exemplu, acționând ca un control natural al dăunătorilor.

"Mulți dintre ei mănâncă insecte care distrug culturile, așa că sunt cu adevărat utile în acest fel", a spus el.

În timp ce studiul actual se limitează la amfibieni, acesta deschide întrebări pentru alte grupuri de animale, a spus primul autor al lucrării, Tung Phung, doctorand în primul an în laboratorul Wiens, care a făcut cea mai mare parte a muncii în timp ce era încă licență.

„Studiul nostru este primul care abordează ratele evolutive ale larvelor și ale etapelor vieții adulte la scară largă”, a spus el.