Дослідження стосується еволюційних режимів від личинкової та дорослої стадій до широкої
Застереження: Ця сторінка є автоматичним перекладом цієї сторінки спочатку англійською мовою. Зверніть увагу, оскільки переклади створюються машинно, не всі переклади будуть ідеальними. Цей веб-сайт та його веб-сторінки призначені для читання англійською мовою. Будь-який переклад цього веб-сайту та його веб-сторінок може бути неточним і неточним, повністю або частково. Цей переклад подано на практиці.
Якщо у вашому житті є діти, уявіть на хвилинку, що вони не дивляться ні на що, як на своїх батьків, вони не їдять нічого, що зазвичай їдять люди, і вони активні, лише поки сплять дорослі.
Хоча це може звучати як ідея сюрреалістичного художнього твору, це насправді є нормою, а не винятком у царстві тварин. Більшість тварин проходять складну корисну тривалість життя, починаючи з личинок, які часто мають, так би мовити, мало спільного з батьками.
Щоб стати дорослими, вони повинні пройти процес, відомий як Преображення, що є одним із найвизначніших подвигів природи. Під час цього процесу личиночні тіла багатьох видів тварин зазнають кардинальних змін, які перетворюють їх на дорослих особин, які мало або зовсім не схожі на їх ювенільну стадію. Вітражі можуть бути найбільш звичним прикладом цього. Однак, незважаючи на поширеність складних життєвих циклів, напрочуд мало що відомо про те, як вони еволюціонують, зокрема, наскільки еволюція на одному етапі життя впливає на інші.
Щоб краще зрозуміти еволюційні наслідки складного терміну корисного використання для великої групи відносних речовин, біологи з Університету Арізони вивчили ще один звичний приклад: жаб та їх пуголовків.
Тунг Пхунг, Жоао К.С.Насцименто та Джон Дж.Віенс з Арізонського відділу екології та еволюційної біології детальніше вивчили еволюцію розміру тіла у 542 жабних речовинах, що належать до 42 сімей, більшість з яких мають стадію пуголовків. Дослідження, співавтором якого став Олександр Новарро з Природної гвардії, опубліковане в Науковому журналі "Праці Королівського товариства Б".
"Ми знаємо, чи хотіли великі жаби мати великих пуголовків і маленьких маленьких лягушечних пуголовків, чи розміри між ними не зв'язані?" Вієнс сказав, посилаючись на сучасну гіпотезу в еволюційній біології, яка стверджує, що личинки і дорослі особини повинні еволюціонувати досить незалежно, особливо в тій речовині, в якій ці два етапи життя мають дуже різні стилі життя.
Якщо стадії личинки та дорослої особини розвиваються повністю незалежно одна від одної, між речовиною має бути незначна залежність між розмірами личинки та розміром дорослої особини. Іншими словами, великі жаби можуть мати маленьких пуголовків, а великі пуголовки можуть стати маленькими жабами, без взаємозв'язку між розмірами жаб і пуголовків.
Команда вивчила наукову літературу щодо характеристик розміру дорослих пуголовків та жаб для кожної речовини, зібрала еволюційне дерево серед речовини та застосувала інструменти статистичного аналізу.
Команда виявила, що, хоча серед сімей жаб існує надзвичайна мінливість, ця асоціація не є абсолютно випадковою. Серед жаб у групі розміри тіла личинок і дорослих помітно і позитивно пов'язані.
Це не просто "щось йде". Ми включили майже кожну родину жаб, які мають стадію пуголовків, і виявили, що існує стрес. У деяких випадках це дійсно інтенсивно; розмір дорослої людини сильно прогнозує розмір личинок у декількох сім'ях, які ми розглядали. "
Джон Дж. Вінс, Арізонський відділ екології та еволюційної біології
В інших сім'ях, включених у дослідження, дослідники виявили, що відносини набагато більш мінливі. Наприклад, у сімейства жаболопових (Scaphiopodidae) речовини з великими дорослими особинами мають маленьких пуголовків, а речовини з малими дорослими особинами мають великих пуголовків.
Також спостерігалися різниці у відносному розмірі дорослих особин та пуголовків серед сімей. Наприклад, жаба-парадокс, Pseudis paradoxa, є речовиною зі дорослими нормальних розмірів, що розвиваються з гігантських пуголовків, розміри яких втричі-вчетверо перевищують розмір дорослої особини. На іншому кінці спектру - кілька велетенських південноамериканських жаб, чиї пуголовки мають розмір приблизно в десяту частину дорослих особин.
"Загалом розмір пуголовків у порівнянні з дорослими особинами у жаб сильно варіюється, але чому, ми не знаємо", - сказав Вієнс.
Автори також порівняли зміну структури розмірів тіла між пуголовками та дорослими. Вони виявилися чітко роз'єднаними. Наприклад, у скляних жаб стадія пуголовків має широкий діапазон розмірів, що свідчить про те, що вона еволюціонувала дуже швидко, тоді як дорослі особини мають значно менші розміри. Інші групи, такі як справжні жаби, мають швидкі еволюційні режими на обох стадіях, тоді як інші, такі як африканські виючі жаби, демонструють протилежну картину - дорослі особини, що швидко розвиваються, та повільно змінюються пуголовків.
Після того, як пуголовки, розміщені у воді, перетворюються на жаб, які проводять більшу частину свого часу, стрибаючи по шнуру, їхні тіла піддаються надзвичайному відновленню: тканини, що складають їх могутній тил, використовували для подачі води з дна, використовуються повторно в інших тканинах; придатки починають рости спочатку ногами, потім руками, і вони руйнують свої живильні пристрої.
Ця система годівлі зазвичай складається з великого дзьоба, обрамленого п’ятьма або більше рядами крихітних зубів, які самі оточені кільцем коротких м’ясистих щупалець. Усередині фільтруюча система використовує потоки грязі для вилучення їжі з води. Кілька пуголовків, здається, використовують зуби та дзьоби для видалення водоростей із гірських порід. Інші висмоктують зменшуються органічні речовини з дна своїх прісноводних середовищ існування. Але деякі пуголовки м’ясоїдні і можуть бути навіть людоїдськими.
"Механізм їх годівлі настільки дивний, що люди досі не знають, як саме він працює і навіть чим харчується більшість пуголовків", - сказав Wiens. «У дорослих жаб хоботок абсолютно інший, тому їм доводиться знімати всю цю систему і перебудовувати під час метаморфози. "
Хоча величезна мінливість у відносних дорослих особин пуголовків робить жаб особливо цікавими для Wiens та його дослідницької групи, він сказав, що ще однією причиною вибору жаб для цього дослідження був їхній стан тварин, що перебувають під загрозою зникнення та є дуже корисними для природного середовища.
З понад 7200 описаних жабних речовин більшість з них живуть у тропіках і зникли з тривожною швидкістю, сказав Wiens. Це викликає занепокоєння, оскільки вони відіграють важливу роль в екосистемах по всьому світу - наприклад, діючи як природний засіб боротьби зі шкідниками.
"Багато з них харчуються комахами, які знищують врожаї, тому вони насправді корисні таким чином", - сказав він.
Незважаючи на те, що поточне дослідження обмежене земноводними, воно відкриває питання для інших груп тварин, - повідомляє газета. Спершу пишуть Тунг Пхунг, першокурсниця докторанта в лабораторії у Відні, який зробив більшу частину роботи, будучи ще студентом.
"Наше дослідження є першим, що широко розглядає еволюційний раціон личинок та етапи життя дорослих", - сказав він.