Nach den Wirbelstürmen Irma und Maria dokumentieren Forscher, wie katastrophale Stürme natürliche Selektionserreger sein können, die die Entwicklung der Arten beeinflussen.
Festhalten bei Orkanwind. Bild über Colin Donihue.
Von Colin Donihue, Harvard University
Die Turks- und Caicos-Anole ist eine kleine braune Eidechse, die im Unterholz der Turks- und Caicosinseln vorkommt. Es ist eine endemische Art, was bedeutet, dass diese wenigen Inseln der einzige Ort sind, an dem sie gefunden werden können Anolis scriptus überall auf der Welt. Obwohl die Arten dort ziemlich häufig sind, wissen die Wissenschaftler relativ wenig über ihr Verhalten, ihre Ernährung, ihr detailliertes physisches Erscheinungsbild oder ihre bevorzugten Lebensräume.
Letzten Sommer fuhren meine Kollegen von der Harvard University und dem Paris Natural History Museum mit Zügen, Flugzeugen, Autos und Booten zu zwei kaum bewohnten Inseln namens Pine Cay und Water Cay in Turks- und Caicosinseln. Dort haben wir uns im Gegensatz zu den meisten Besuchern von den kilometerlangen weißen Sandstränden abgewandt und sind in das niedrige, dichte, scheußliche Unterholz gegangen, um diese Wissenslücken bei dieser Eidechsenart zu schließen.
Die Forscherin Anne-Claire Fabre jagt nach Anolis scriptus Eidechsen auf Pine Cay. Bild über Colin Donihue,
Nach einer Woche Gehen, Fangen, Messen und Aufnehmen waren wir bereit, die Insel zu verlassen - so wie sich der Hurrikan Irma weit über den Horizont nach Süden und Osten braute. Der Himmel war immer noch blau, als wir zum Flughafen gingen, aber als sich alle auf den Sturm vorbereiteten, spürte man eine Aufregung in der Luft. Vier Tage nachdem wir die Inseln verlassen hatten, passierte das massive Auge der Kategorie 5 des Hurrikans Irma direkt unsere Untersuchungsgebiete.
Ich erkannte, dass mein Team und ich diese Eidechsen das letzte Mal gesehen hatten, bevor sie vom Sturm getroffen wurden, und dass wir möglicherweise die einmalige Gelegenheit hatten, sie erneut zu besuchen und zu prüfen, ob es irgendwelche Muster gab, die überlebten.
Wenn das Überleben der Wirbelstürme das Überleben der Stärksten bedeuten würde, welche Merkmale würden diese Turks- und Caicos-Anolen am geeignetsten machen? Bild über Colin Donihue.
Waren einige besser geeignet, um einen Hurrikan zu überleben?
Es gibt eine Handvoll Beispiele für extreme Klimaereignisse wie Dürren, Kälteperioden und Hitzewellen, die evolutionäre Veränderungen in den betroffenen Bevölkerungsgruppen bewirken.
Was ist mit Hurrikanen? Wirbelstürme sind so schwerwiegend und flüchtig, dass es uns durchaus möglich erschien, dass das Überleben zufällig erfolgen würde - es gab keine physischen Merkmale einer 3 Zoll langen Eidechse, die ihnen half, den katastrophalen Sturm zu überstehen.
Was aber, wenn das Überleben nicht zufällig war und einige Echsen besser dazu geeignet waren, um ihr Leben lang durchzuhalten? Dies würde bedeuten, dass die Hurrikane Agenten natürlicher Selektion sein könnten. In diesem Szenario haben wir vorausgesagt, dass es sich bei den Überlebenden um Personen mit besonders großen Klebepads an Fingern und Zehen oder überlangen Armen und Beinen handelt - beides physische Merkmale, die es ihnen ermöglichen würden, sich an einem Ast festzuhalten und den Sturm zu überstehen.
Am 8. September 2017 traf der Hurrikan Irma direkt Turks and Caicos (schwarzer Kreis), der auf Wasserdampf-Satellitenkarten (von NOAA, www.goes.noaa.gov) angezeigt wird. Zwei Wochen später, am 22. September, traf der Hurrikan Maria die Türken und Caicos. Kartendaten: Google, (c) 2018 DigitalGlobe. Bild über Natur und Donihue et al. (Nur zur Verwendung mit diesem Artikel).
Als wir uns auf unseren erneuten Besuch vorbereiteten, traf ein weiterer monströser Hurrikan, Maria, die Türken und Caicos. Es waren also sechs Wochen und zwei Hurrikane nach unserer ersten Umfrage, als wir nach Pine Cay und Water Cay zurückkehrten, um dieselben Messungen wie zuvor an den überlebenden Echsen durchzuführen.
Was wir gefunden haben hat mich überrascht. Tatsächlich hatten die überlebenden Populationen auf Pine Cay und Water Cay im Durchschnitt signifikant größere Zehenpolster als die ursprünglichen Populationen vor den Hurrikanen. Wir gingen noch einen Schritt weiter und verwendeten ein maßgeschneidertes Messgerät, um den Zug der Eidechsen auf einer standardisierten glatten Oberfläche zu messen, und bestätigten, dass Tiere mit großen Zehen einen stärkeren Griff hatten als Tiere mit kleineren Zehenblöcken.
Die Toepad-Oberfläche sagt die Haftfestigkeit der Eidechse voraus. Bild über Colin Donihue.
Wir fanden auch heraus, dass die überlebenden Echsen im Durchschnitt längere Waffen hatten als die Echsen, die wir vor den Hurrikanen gemessen hatten.
Dieses Muster wurde auf beiden Inseln wiederholt, was darauf hindeutet, dass es sich bei diesen Mustern nicht um Flukes handelt - Hurrikane können Agenten natürlicher Selektion sein.
Entgegen unseren Erwartungen stellten wir jedoch fest, dass die Hinterbeine der Echsen bei unserem zweiten Besuch kürzer waren. Dies war ein Kratzer für uns, da wir vorhergesagt hatten, dass sie unter den Überlebenden länger sein würden. Warum also waren stoppeligere Beine in einer Zeit von Vorteil, in der sich die Echsen vermutlich mit aller Kraft an Bäume klammerten, um nicht von Hurrikanwinden weggeweht zu werden?
Längere Beine wehen eher ab
Als wir unseren zweiten Besuch planten, stellten wir fest, dass wir einige grundlegende Fragen dazu hatten, was die Echsen während der Hurrikane taten. Offensichtlich waren keine Wissenschaftler in Ponchos unterwegs, um den Echsen während der Stürme zu folgen. Wir stellten uns vor, sie würden versuchen, Dinge in Ästen zu reiten. Es war möglich, dass sie zu Baumwurzeln gingen, aber das ist nicht unbedingt eine sichere Strategie. Hurrikane bringen oft Sturmfluten und Regenfluten mit sich, die eine Eidechse genauso sicher ertränken würden, wie der Wind sie umhauen würde.
Wir haben uns entschlossen, einen Weg zu finden, um Hurrikanwinde auf dem Feld zu simulieren. Also kauften wir das stärkste Blattgebläse, das wir finden konnten, packten es in unser Gepäck und stellten es - trotz einiger sehr verwirrter Zollagenten - in unserem provisorischen Labor auf Pine Cay auf. Wir haben dann ungefähr 40 Echsen auf Video aufgenommen, als sie sich an eine Stange klammerten, während wir langsam die Windgeschwindigkeit des Laubbläsers erhöhten, bis sie unversehrt in ein Sicherheitsnetz geblasen wurden.
Die Forscher zeichneten dank eines importierten Laubbläsers das Verhalten von Eidechsen bei starkem Wind auf. Bild über Colin Donihue.
Was wir sahen, war unerwartet: Die Echsen setzten sich auf die Sitzstangen und hielten die Ellbogen eng an den Körper gepresst, während die Hinterbeine zu beiden Seiten des Astes hervorstanden. Als die Windgeschwindigkeit zunahm, fingen ihre Beine, insbesondere ihre Oberschenkel, den Wind wie ein Segel auf, was schließlich dazu führte, dass ihre Hinterhand von der Stange geweht wurde. Sobald die Hälfte ihres Körpers in der Höhe war, verloren sie schnell den Halt. Dies könnte der Grund sein, warum Eidechsen mit kürzeren Hinterbeinen die Hurrikane überlebten. Kürzere Beine bedeuten weniger Fläche, um den Wind wie ein Segel einzufangen, was dazu führt, dass alle vier Beine in Kontakt mit einer Stange bleiben.
Colin Donihue, Postdoc in Organismic and Evolutionary Biology, Harvard University
Dieser Artikel wurde ursprünglich am veröffentlicht Die Unterhaltung. Lesen Sie den Originalartikel.
Fazit: Die Forscher untersuchten, wie sich die Hurrikane Irma und Maria auf Inselechsen auswirkten.