Geslacht: wie heeft het nodig? Geen uniseksuele molsalamanders, die zich voornamelijk voortplanten door klonen en soms het sperma van andere soorten pakken om hun voortplantingssysteem op gang te brengen. Deze volledig vrouwelijke cohorten doen het al ongeveer 6 miljoen jaar prima. Maar nieuw onderzoek suggereert dat in een tijdperk van wereldwijde verandering, hun seksuele tegenhangers een voordeel kunnen halen uit hun (letterlijke) reislust.
gerelateerde inhoud
- Er is geen verkeerde manier om een kikkervisje (of froglet) te maken
- Een verbod op salamanders is slechts een onderdeel van de strijd tegen deze dodelijke schimmel
"Deze unisexuals zijn erg slecht in bewegen", zegt Rob Denton, een promovendus en onderzoeker aan de Ohio State University en de hoofdauteur van een onderzoek dat onlangs is gepubliceerd in Functional Ecology . "Het is een andere aanwijzing dat vooral deze salamanders iets heel vreemds doen."
Er zijn bepaalde voordelen en compromissen aan het niet hebben van seks, zoals u wellicht weet. Deze verschillen zijn vooral interessant voor onderzoekers die amfibieën bestuderen, een groep die zeer kwetsbaar is voor bedreigingen zoals klimaatverandering, dodelijke schimmelziekten en fragmentatie van habitats. Het onderzoeken van de complexe relatie tussen de verschillende reproductiestrategieën van amfibieën biedt kritische aanwijzingen over welke het meest voorbereid zijn op het omgaan met een veranderende wereld.
"Salamanderspecifieke chytride (Bsal) -schimmel is een grote zorg hier in de Verenigde Staten, omdat we zo'n prachtige broeinest van salamanderdiversiteit hebben in vergelijking met de rest van de wereld", zegt Denton. "Voorkomen dat die uitbraak hier gebeurt, is echt belangrijk en een deel daarvan is het begrijpen van de verschillen op soortniveau tussen deze dieren - hoe ze met elkaar omgaan en hoe ze omgaan met hun landschap."
De studies met kleine mond salamanders Denton worden gevonden door het Grote Merengebied en de centrale VS. Ze zijn ook schattig. Ze meten ongeveer vijf centimeter lang van kop tot staart en beschikken over 'kleine mopjesgezichten', korte stompe armen, een lange neus en 'deze uitpuilende cartoonogen', in de woorden van Denton. "Ik denk niet dat iemand er ooit een heeft gezien en het niet schattig vond."
Ze worden ook wel molsalamanders genoemd en brengen het grootste deel van het jaar onder de grond door in holen, die slechts af en toe opduiken tijdens smeerregens voor een snack. Maar er is ook een verwante variëteit aan vrouwelijke salamanders, meestal aangeduid als unisexual Ambystoma . En deze variëteit, die vaak naast de kleine monden leeft, heeft een aantal unieke eigenschappen ontwikkeld waarmee ze de normale regels van de biologie kunnen overtreden.
Een unisexual vrouwelijke salamander. (Robert Denton) Ten eerste, om hun voortplantingssysteem in werking te zetten, zullen de vrouwtjes kleverige spermapakketten stelen die de mannetjes van vijf andere bekende soorten molsalamanders op de bodem van het moeras vallen. "Meestal wordt dat sperma alleen gebruikt om hun lichaam te vertellen:" Hé, het is tijd om eieren te maken, "zegt Denton. Maar het wordt vreemder: "Soms sluipt dat sperma-genoom eigenlijk in die volgende generatie", gaat Denton verder, eraan toevoegend dat ze nog steeds niet helemaal zeker zijn hoe dit gebeurt. "
Denton wilde zien of dit soort klonen met incidentele hybridisaties, die bij andere aseksuele soorten kunnen voorkomen maar niet bekend is, deze volledig vrouwelijke salamanders een voorsprong gaf op hun voortplantende tegenhangers. Om hun relatieve fitheid te testen, zetten hij en collega's 17 salamanders met 21 kleine mondjes en 21 unisex-personen op een salamander-loopband (letterlijk een vochtig wiel). Om de drie minuten haalden ze de amfibieën uit hun training en legden ze op hun rug, en bepaalden hoe lang het duurde voordat ze weer op hun voeten klauteren om hun vermoeidheid te testen.
De tests toonden aan dat de mannetjes en vrouwtjes met kleine mond gemiddeld vier keer de afstand konden afleggen als het team met alleen vrouwen. Seks blijkt zijn voordelen te hebben.
Maar de onderzoekers wilden ook de resultaten van hun loopband versterken met boot-on-the-ground gegevens. Dus gingen Denton en het team de lente in Ohio in, zodra de ijzige regen was gaan vallen. De meeste salamanders met kleine mond worden in deze poelen geboren en gaan pas weg als ze uit hun kikkervisje zijn veranderd. Als ze eenmaal seksueel volwassen zijn op het land, komen de meeste terug naar het moerasland waar ze zijn geboren, wat betekent dat de meeste salamanders in een bepaalde vijver een vergelijkbare genetische make-up hebben.
Maar een klein percentage breekt dit schema en gaat op weg naar nieuwe weiden. Deze reizigers “steken als een zere duim uit” genetisch in hun nieuwe vijver, zegt Denton. Hij en zijn collega's hebben het ijs opengebroken over vijvers gevormd uit de smeltende sneeuw, en zetten vallen voor de wezens. Met behulp van genetische monsters genomen van gevangen specimens, brachten ze diversiteit in kaart om te zien hoe ver individuen gemiddeld tussen vijvers reisden, en vergeleken ze met gegevens van de unisexuals.
Ze ontdekten dat in het wild de seksuele soorten waarschijnlijk ongeveer 2, 5 keer zo ver gaan als hun tegenhangers. "De kleine monden kunnen heel snel op de loopband lopen en als je dan naar genetische gegevens kijkt, verplaatsen ze ook echt lange afstanden in het veld, " zegt Denton.
Onderzoeker Robert Denton met een salamander met een kleine bek. (Kevin Fitzsimons) Dit biedt zowel voordelen als valkuilen voor de minder mobiele unisexuele vrouwen. Aan de positieve kant, zegt Karen Lips, salamanderexpert en biologieprofessor aan de Universiteit van Maryland, College Park, hebben de unisexuelen een voordeel als het gaat om een besmettelijke schimmelziekte zoals Bsal. Omdat ze niet zoveel rondlopen, is de kans kleiner dat ze een besmet gebied binnenkomen.
Dat is vooral belangrijk in Europa en Azië, waar de schimmelziekte amfibieën heeft verwoest. Biologen zijn zo bezorgd over de verspreiding naar Noord-Amerika dat de Amerikaanse Fish and Wildlife Service onlangs een verbod heeft ingesteld op het importeren van veel soorten amfibieën voor de handel in huisdieren.
Maar de genen van de unisexuelen kunnen een zwakke plek zijn. Seksuele voortplanting helpt om het soort diversiteit te creëren dat salamanders zou kunnen helpen weerstand te bieden aan Bsal of andere ziekten. Anders dan de vreemde hybridisatie, genieten unisexuelen niet van deze genetische verzekering en kunnen ze uniform worden weggevaagd door één soort ziekte. Zoals Lips het zegt: "Er is een afweging."
Klimaatverandering vormt een ander probleem. Als de unisexuals niet zo snel of zo ver kunnen reizen als andere soorten, lopen ze meer risico om uit te gaan naarmate hun habitat verandert en opdroogt. Toch kan mobiliteit je alleen tot nu toe brengen. Moderne problemen zoals habitatfragmentatie door menselijke ontwikkeling treffen alle salamanders, ongeacht hun reproductieve voorkeur.
"In deze wereld waar we alles blijven fragmenteren en blokkades opwerpen voor deze jongens, zal het waarschijnlijk steeds belangrijker worden om te kunnen blijven bewegen en grote afstanden kunnen afleggen", zegt Lips.
Het enige andere alternatief is om nergens heen te gaan en te evolueren. Maar het is onzeker of de unisexuals evolueren in reactie op hun veranderende omgeving, en als ze dat zijn, of ze zich op tijd kunnen aanpassen.
