https://frosthead.com

De salamanders die weigeren op te groeien

Dode bladeren drijven op het groene, bewolkte water dat bijna tot de rand van het zes miljoen gallon open betonnen reservoir komt. Gelegen op een met bomen bedekte heuvel, is het reservoir omgeven door een metalen hek, als een gemeenschappelijk zwembad dat al lang vergeten is. Het ligt aan de noordrand van de ontmantelde munitiefabriek van het leger, een uitgestrekte munitiefabriek uit de Tweede Wereldoorlog, 30 mijl ten noordwesten van Madison, Wisconsin. Ooit was dit een van de grootste munitiefabrieken ter wereld. Het wordt vervuild door metalen, oplosmiddelen en explosieven en wordt nu stuk voor stuk ontmanteld.

Werknemers ontdoen zich van gevelbekleding van nabijgelegen gebouwen en verwijderen stenen. Bulldozers duwen hopen van vuil en gebroken betonblokken, terwijl vrachtwagens hoog opbogen met gebogen metalen staven, kozijnen en ander puin zorgen voor een spitsuur van sloop op het zwaar beveiligde terrein. Het landschap wordt langzaam opener en groener, de prairie verschijnt weer onder de plant.

Het reservoir is onopvallend vanaf het oppervlak. Maar onder water is het de thuisbasis van een verrassend dier dat erin is geslaagd om te overleven in deze onherbergzame en onwaarschijnlijke habitat. Salamanders klampen zich vast aan de zijkanten, bodem en afvoerpoort van het reservoir en zwemmen door het water. Het zijn niet zomaar salamanders. Het zijn volwassen Eastern Tiger Salamanders - enkele van de grootste salamanders ter wereld - en ze worden verondersteld op het land te wonen. Maar deze salamanders zwemmen en leven een volledig waterleven met gevederde kieuwen, brede kaken en staartvinnen.

"We weten niet hoe lang ze daar al zijn, maar waarschijnlijk een paar decennia", zegt Mike Mossman, een ecoloog bij het Wisconsin Department of Natural Resources. "We denken dat er nu meer dan duizend zijn."

Mossman verzamelt eieren en hopelijk een salamander of twee voor verdere studie. Het lange touw bevestigd aan een boei en verschillende thermometers in het midden van het reservoir blijken tientallen eieren te bevatten, zwarte stippen geplakt aan de touwvezels in gelatineuze, heldere eierzakken. Mossman schrapt ze in een plastic fles, opgetogen over zijn vondst en hoopvol voor wat ze wetenschappers mogelijk laten leren over deze vreemde salamanders.

Herpetoloog Gary Casper van de Universiteit van Milwaukee ontdekte de salamanders tijdens een onderzoek naar het reservoir voor het leger in 1993. "Ik wist in eerste instantie niet wat ik had gevonden", zegt Casper. "We hadden geen idee hoe ongewoon deze larvaleigenschappen, zoals kieuwen, destijds in de oosterse tijgersalamander waren."

Sindsdien proberen Casper en andere onderzoekers van het leger en het staatsdepartement van natuurlijke hulpbronnen te achterhalen hoe deze normaal landdieren niet alleen in staat zijn geweest om te overleven, maar ook om te gedijen onder water.

Maar nu is de tijd op voor de salamanders en wetenschappers haasten zich om te studeren en mogelijk een nieuw thuis voor hen te vinden voordat het reservoir leeg is.

Amfibieën, zoals kikkers, padden en salamanders, leggen eieren in water, hoewel de meeste soorten het grootste deel van hun volwassen leven op het land doorbrengen. De eieren komen uit en ontwikkelen zich tot larven - kikkervisjes in kikkers en "efts" in salamanders. Maar af en toe neemt de ontwikkeling van amfibieën een vreemde wending. Soms rijpen larven naar een reproductief stadium zonder het normale proces van metamorfose te ondergaan voor een volwassen leven op het land. Deze aandoening wordt "neotenie" genoemd. Ze verliezen nooit hun kieuwen, staartvinnen, larvale huidskleur en brede koppen. Ze verlaten ook nooit de broedvijver. Dit leek precies te zijn wat er met de Badger-salamanders gebeurde.

Het open reservoir bij Badger bood gemakkelijke toegang voor de salamanders die op zoek waren naar een plek om eieren te leggen, maar een 7-inch brede lip voorkwam dat ze eruit konden. De broedende salamanders legden eieren in het reservoir en stierven waarschijnlijk. Toen hun eieren uitkwamen, stierf ook een van de nakomelingen die metamorfoseerden in de gebruikelijke, landwonende vorm, niet in staat om lang in het diepe water te zwemmen. Maar op de een of andere manier wisten anderen te overleven door neotenic te worden.

"Zoals kikkervisjes met benen" is hoe Mossman de Badger salamanders beschrijft. De volwassenen hebben dezelfde gelige kleur met donkere vlekken als de larven en rode gevederde kieuwen, maar net als gewone volwassenen zijn ze bijna een voet lang.

Hun waterwereld is op film vastgelegd door maritieme archeologen van de Wisconsin Historical Society. Gewend om te duiken naar scheepswrakken in de Grote Meren, hebben de archeologen hun vaardigheden gebruikt om de onderwaterhabitat van de salamanders op video te maken.

"Op basis van wat we dachten te weten over oosterse tijgers, zouden we voorspellen dat deze salamanders in dat reservoir zouden verdrinken", legt Michael Lannoo uit, een professor in anatomie en celbiologie aan de University of Indiana School of Medicine, die tijgersalamanders heeft bestudeerd. voor meer dan 30 jaar.

Amfibieën, zoals kikkers, padden en salamanders, leggen eieren in water en brengen het grootste deel van hun volwassen leven op het land door. (Met dank aan Mike Mossman, Wisconsin Department of Natural Resources) De oostelijke tijgersalamander is erin geslaagd te overleven in een onherbergzame en onwaarschijnlijke habitat in Wisconsin. (Met dank aan Tamara Thomsen, Wisconsin Historical Society) Hier wordt het reservoir getoond in 1942 kort nadat het werd gebouwd nabij Baraboo, Wisconsin. (Courtesy US Army and Badger History Group) Oostelijke tijgersalamanders worden verondersteld op het land te leven, maar de exemplaren in Wisconsin lijken een volledig waterleven te leiden. (Met dank aan Tamara Thomsen, Wisconsin Historical Society) De tijd dringt voor de salamanders. Wetenschappers haasten zich om te studeren en vinden mogelijk een nieuw thuis voor hen voordat het reservoir leeg is. (Met dank aan Mike Mossman, Wisconsin Department of Natural Resources) Het open reservoir bood gemakkelijke toegang voor salamanders die op zoek waren naar een plek om eieren te leggen, maar een 7-inch hoge lip verhinderde dat ze eruit konden. (Met dank aan Mike Mossman, Wisconsin Department of Natural Resources) Neotenie een aandoening waarbij larven van amfibieën rijpen tot een reproductief stadium zonder metamorfose te ondergaan voor een volwassen leven op het land. Ze verliezen nooit hun kieuwen, staartvinnen, larvale huidskleur en brede hoofden. (Met dank aan Mike Mossman, Wisconsin Department of Natural Resources)

De Badger-salamanders zijn niet de eerste neotenische oosterse tijgersalamanders die worden gevonden. Maar de Badger-salamanders zijn misschien de eerste door mensen veroorzaakte neotenische populatie en zijn de enige populatie waarvan bekend is dat deze al vele generaties bestaat en goed is ingeburgerd.

Het feit dat deze salamanders onder onnatuurlijke omstandigheden neotenisch werden - een legerreservoir - suggereert dat de soort dit in het verleden moet hebben gedaan, zegt Lannoo. Hij denkt dat de sleutel tot waarom salamanders tegenwoordig meestal geen neotenie vertonen vis is. Amfibieën en vissen leven zelden op dezelfde plaatsen. Bijna elk waterlichaam dat vissen kan ondersteunen, heeft vissen in het moderne landschap. Vissen eten vaak amfibie-eieren en larven, dus amfibieën houden zich meestal vast aan seizoensgebonden en semi-permanente wetlands, plaatsen waar vissen meestal niet overleven. "Het is hoe vissen en amfibieën het landschap hebben geregeld", legt Lannoo uit.

Maar 200 jaar geleden, voordat mensen begonnen met het introduceren van vis in wilde gebieden, waren vissen niet zo wijdverbreid als ze nu zijn. Sommige meren en vijvers hadden geen vis. Amfibieën leefden waarschijnlijk in alle soorten water, inclusief permanente wateren zoals meren. Om deze hypothese te testen, hadden wetenschappers een geïsoleerd, visvrij water nodig, een situatie die tegenwoordig bijna onmogelijk in de natuur te vinden is. Dat wil zeggen totdat salamanders werden ontdekt in het waterreservoir bij de munitiefabriek van het Badger-leger.

Het dikwandige betonnen reservoir leverde ooit miljoenen gallons water voor brandbestrijding en de productie van drijfgassen voor gebruik in vuurwapens en artillerie. De oorlogsmachine in het hart van de Sauk Prairie, gebouwd in 1942, had tijdens zijn 58-jarige geschiedenis meer dan 30.000 mannen en vrouwen in dienst en leverde drie oorlogen. De operatie was enorm: meer dan 7400 hectare bedekt met 1400 gebouwen, waarvan vele gemaakt van explosiebestendig beton, 130 mijl wegen, 200 mijl verhoogde stoompijp en 26 mijl spoorweg. Midden in dit industriële landschap kroop de natuur er nog steeds in.

Het door de mens gemaakte reservoir van Badger bootste het historische landschap na: een permanente hoeveelheid water zonder vis. En ergens nadat het reservoir was gegraven, begonnen salamanders erin te vallen, hetzij per ongeluk of om eieren te leggen.

"Het doel van het reservoir was om water vast te houden voor een proces dat buskruit tot een destructief proces maakte, " zegt Mossman. "En toch ontwikkelde zich een heel levend systeem achter onze rug, zonder onze kennis en controle."

De reservoirpopulatie lijkt te bewijzen dat oosterse tijgersalamanders in volwassen water kunnen overleven; dat ze onder de juiste omstandigheden neotenisch kunnen worden; en dat ze in het verleden vaak in permanente waterlichamen hebben geleefd. Casper, Mossman en Lannoo geloven dat de salamanders van Badger een van de laatste voorbeelden zijn van een biologisch fenomeen dat ooit wijdverbreid was.

"De salamanders pasten zich aan wat Badger hen gaf", zegt Mossman. “Het hele systeem is vrij ongebruikelijk, maar ze zijn erin geslaagd om in deze omgeving te gedijen. Het is allemaal van hen. '

Het reservoir is misschien niet lang van hen. Het is gepland om al in het najaar te worden leeggemaakt. Het onderhoud van het reservoir vereist werk en geld, en met de overgang van het Badger-eigendom naar civiel gebruik, is het gewoon niet meer nodig.

De onderzoekers proberen zo veel mogelijk te leren voordat het reservoir weg is. Ze hopen ook een thuis te vinden voor de salamanders die hun neotenische toestand zullen behouden. Eenmaal verwijderd uit het reservoir, zullen de salamanders vrij snel metamorfose - binnen enkele weken voor de meeste neotenische volwassenen - dus het leefgebied is net zo belangrijk als de salamanders zelf voor het begrijpen van neotenie en wat er gebeurde bij Badger. Dit alles wordt gecompliceerd door de vele nog onbeantwoorde vragen over de biologie van de salamanders. Het is moeilijk om de salamanders een thuis te vinden als de factoren die hun neotenische status bepalen nog niet bekend zijn.

"Het is echt een geweldige educatieve kans", zegt Mossman. "De Badger salamanders zijn een levend bewijs van de persistentie van het leven."

Erika Janik is een schrijver en radioproducent in Madison, Wisconsin.

De salamanders die weigeren op te groeien