Ako sa organizmy, ktoré sú tak sedavé, skončia tak neuveriteľne široko rozptýlené?
Thom van Dooren je terénny filozof na univerzite v Sydney a na univerzite v Osle. Je autorom niekoľkých kníh, napr.Spôsoby letu: Život a strata na pokraji vyhynutia, “The Wake of Crows: Living and Diying in Shared Worlds“ a „Svet v škrupine: Slimačie príbehy na čas vyhynutia“, z ktorého je upravený tento článok.
Tento úryvok bol pôvodne uvedený na Čítačka tlače MIT.
Vykonalo sa prekvapivo málo experimentálnych snáh o preskúmanie možných ciest, ktorými by havajské slimáky mohli prekročiť oceány, aby sa dostali do svojho nového domova. V skutočnosti doteraz existuje presne jedna štúdia na túto tému, o ktorej viem. V roku 2006 Brenden Holland, výskumník na oddelení biológie na Hawai‘i Pacific University, umiestnil kúsok kôry stromu s 12 živými slimákmi tohto druhu. Succinea caduca do akvária so slanou vodou. Toto je jeden z havajských neohrozených druhov slimákov; v skutočnosti je to jeden z mála druhov, ktorý sa nachádza na viacerých ostrovoch a zdá sa, že sa mu darí. Ide o pobrežný druh a jednotlivci zaradení do štúdie boli z populácií žijúcich len 10 metrov od pláže. Brenden mi vysvetlil: „Po silnom daždi ich bežne vídať v roklinách pri pobreží, takže niet pochýb o tom, že sa budú dosť často umývať.“
Účelom Brendenovho experimentu bolo zistiť, či keď sa to stane, je možné, aby sa tieto slimáky pohybovali po mori a úspešne sa usadili na nových miestach. Zdá sa, že odpoveď je áno. Brenden a jeho kolega Rob Cowie nahlásené že: „Po 12 hodinách ponorenia boli všetky exempláre nažive, čo naznačuje, že morská voda nie je okamžite smrteľná a naznačuje potenciál pre rafting medzi ostrovmi na kmeňoch a vegetácii.“
Možno sa čudujete, prečo na tom záleží? Nie je to abstraktná, hoci fascinujúca vedecká kuriozita, som presvedčený, že venovať sa biogeografii a evolúcii slimákov je v našej súčasnej situácii obzvlášť dôležité. Havaj bol kedysi domovom jedného z najrozmanitejších zhromaždení suchozemských slimákov nájdených kdekoľvek na planéte, viac ako 750 druhov. Dnes je však veľká väčšina týchto druhov vyhynutá a väčšina tých, ktoré zostali, smeruje rovnakým smerom. Ako miznú zo svojich ostrovných domovov hromadneDúfam, že venovanie pozornosti hlbokým procesom pohybu slimákov, ktoré ich sem všetkých priviedli, by nám mohlo pomôcť pochopiť a oceniť tieto slimáky novými spôsobmi. Tak ako spisovateľ Robert Macfarlane argumentoval, hlboká časová perspektíva môže ponúknuť „prostriedok nie na únik z našej nepokojnej súčasnosti, ale skôr na jej opätovné predstavenie; proti jeho rýchlej chamtivosti a zúrivosti staršími, pomalšími príbehmi o vytváraní a netvorení.“
Za brehmi Havaja sa vynaložilo množstvo snáh o experimentálne preskúmanie alebo iné preskúmanie hádanky, ktorou je evolúcia a distribúcia ostrovných suchozemských slimákov. Charles Darwin v liste Alfredovi Russelovi Wallaceovi z roku 1857 stručne zhrnul situáciu: „Jedna z tém, na ktorých som experimentoval a ktorá ma stála veľa problémov je spôsob distribúcie všetkých organických bytostí, ktoré sa nachádzajú na oceánskych ostrovoch, a akékoľvek fakty o tejto téme by boli veľmi vďačné: Suchozemské mäkkýše sú pre mňa veľký zmätok." Alebo, ako uviedol v liste inému korešpondentovi o rok skôr: „Žiadne skutočnosti sa mi nezdajú také ťažké ako tie, ktoré súvisia s rozhadzovaním pôdy. Mäkkýš.”
Darwin napísal v roku 1857: „Žiadne skutočnosti sa mi nezdajú také ťažké ako tie, ktoré sú spojené s rozptýlením mäkkýšov.
V snahe vyriešiť tento zmätok Darwin ponoril suchozemské slimáky do slanej vody, aby zistil, či a ako dlho môžu prežiť. Medzi jeho ďalšie zistenia patrila skutočnosť, že odhadzovanie slimákov druhu Helix pomatia zotavil sa po 20 dňoch v morskej vode. Skutočnosť, že tieto slimáky boli vzrušujúce, je dôležitá. Počas týchto období môžu slimáky vytvoriť tenkú vrstvu hlienu, ktorá zakryje ich otvor a zabráni ich vysychaniu. Pokiaľ sú týmto spôsobom utesnené vo svojej ulite, zdá sa, že veľa slimákov môže prežiť sú ponorené v slanej vode celé týždne.
Francúzska štúdia zo 60. rokov 19. storočia inšpirovaná Darwinom umiestnila 100 suchozemských slimákov 10 rôznych druhov do krabice s otvormi a ponorila ju do morskej vody. Zhruba štvrtina slimákov zo šiestich rôznych druhov prežila 14 dní – čo je podľa výpočtov asi polovica času, ktorý by predmetu ako poleno trvalo preplávať Atlantikom.
Všetky tieto roky ponorených slimákov – utopených a prežitých ulitníkov – vytvorili jednu primárnu, aj keď predbežné zistenie: Je prinajmenšom možné, že suchozemské slimáky plávajú po svete, aby sa usadili vzdialené miesta. Len o havajských slimákoch nevieme dosť na to, aby sme vedeli, aká pravdepodobná je to vektor pre ich pohyby; máme jedinú, krátkodobú štúdiu o jednom z viac ako 750 známych druhov.
Plávanie však v žiadnom prípade nie je jediným spôsobom dopravy, ktorý je pre slimáky otvorený. V skutočnosti väčšina biológov, s ktorými som hovoril, bola toho názoru, že to pravdepodobne nie je primárny spôsob, akým sa pohybovali na veľké vzdialenosti. Zatiaľ čo slimáky možno plávali okolo v rámci Havajské súostrovie medzi ostrovmi sa považuje za nepravdepodobné, že prvé slimáky, ktoré prileteli, to urobili týmto spôsobom: Vzdialenosti otvoreného oceánu sú príliš veľké. Ale tu sú veci ešte zvláštnejšie a ešte menej upraviteľné na experimentovanie.
Keď sme v chladné, daždivé popoludnie kráčali po kľukatej cestičke okolo vrcholu Pu’u ‘Ōhi’a, diskutovali sme s Brendenom Hollandom o niektorých z týchto ďalších potenciálnych spôsobov pohybu slimákov cez oceány. Vysvetlil mi, že nie všetky tieto možnosti sú hneď zrejmé, ak sa pozrieme len na organizmy v ich súčasných podobách. Mnohé druhy sa po príchode na ostrovy menia; niektorí napríklad podstupujú procesy „gigantizmu“ alebo „trpaslíka“, v ktorých ich nové podmienky prostredia vedú k výraznému zväčšeniu alebo zmenšeniu veľkosti tela. Popri týchto zmenách sa na ostrovoch po počiatočných príletoch vyvíja mnoho úplne nových druhov. V prípade havajských slimákov fylogenetická analýza naznačuje, že prevažná väčšina druhov sa na ostrovoch vyvinula týmto spôsobom. jediný príchod, ktorý viedol k vzniku viacerých nových druhov v priebehu niekoľkých miliónov rokov (tieto analýzy porovnávajú genetický materiál, aby určili, ako blízko príbuzné druhy na rôznych ostrovoch sú si navzájom, a týmto spôsobom dávajú dohromady ich históriu príchodu a evolúcie divergencia). Niektoré z týchto nových ostrovných druhov sa budú aj naďalej veľmi podobať na predchodcu, ktorý uskutočnil prvý prechod cez oceán; iní nebudú.
Keď sme sa v ten deň prechádzali, Brenden mi ukázal na drobné slimáky tohto druhu Auriculella diaphana, pohybujúce sa medzi introdukovanými rastlinami zázvoru. Boli to tieto slimáky, ktoré ma sem priviedol pozrieť. Vysvetlil, že napriek ich veľmi odlišnému vzhľadu sú tieto slimáky v skutočnosti blízkymi príbuznými oveľa väčších, pestrofarebných, Achatinella stromové slimáky, ktoré sa stali plagátovými deťmi ochrany ohrozených slimákov na Havaji. Prvý je dlhý asi 7 milimetrov, druhý asi 2 centimetre. Ale Brenden mi povedal, Auriculella a Achatinella majú stále menšieho spoločného príbuzného a fylogenetická analýza naznačuje, že je ešte pravdepodobnejším kandidátom na prvý výlet na ostrovy. Tam, medzi listami zázvoru, sme mali to šťastie, že sme narazili aj na niektoré z týchto drobných bytostí, členov podčeľade Tornatellidinae.
Slimáky Tornatellidinae, ktoré sme toho dňa videli, spolu s niektorými ďalšími druhmi v rámci tejto podčeľade dosahujú maximálnu veľkosť asi 2 milimetre na dĺžku, čo je zhruba veľkosť zrnka ryže. Tento rozdiel vo veľkosti je však výraznejší, ako naznačujú tieto jednoduché merania dĺžky. Ako mi vysvetlil Rob Cowie, hmotnosť slimáka je približne ekvivalentná kocke jeho dĺžky. Jeden z malých slimákov Tornatellidinae môže byť až 1000-krát ľahší ako jeho Achatinella bratia. Ak bol predkom, ktorý sa prvýkrát dostal na Havajské ostrovy, malý tvor podobný týmto malým slimákom, potom mohol mať k dispozícii mnoho iných spôsobov dopravy. Možno priletel aj vtákom.
Kedysi v dávnej minulosti malý slimák vyliezol na palubu sťahovavého vtáka, možno kulíka zlatého, keď sa cez noc usadil alebo zahniezdil.
V mnohých rozhovoroch s biológmi mi znova a znova s rôznou mierou istoty hovorili, že najpravdepodobnejšou odpoveďou na hádanku havajských slimákov je, že prví sem prileteli. Každý vyrozprával túto hypotetickú scénu trochu inak, ale hlavné udalosti zostali rovnaké. Kedysi v dávnej minulosti malý slimák vyliezol na palubu sťahovavého vtáka, možno kulíka zlatého, keď sa cez noc usadil alebo zahniezdil. Keďže slimáky sú nočné, dáva zmysel, že sa takýmto spôsobom môžu stretnúť so sediacim vtákom. tento svojvoľný pasažier by sa potom mohol schovať hlboko do vtáčieho peria a utesniť sa hore. O niekoľko dní alebo týždňov neskôr, keď si slimák oddýchol cez vyčerpávajúci prechod, zliezol z vtáka v jeho novom domove.
Musím priznať, že pri prvom vypočutí tohto vysvetlenia som bol trochu pochybný. Tento sled udalostí sa zdal tak strašne nepravdepodobný. Pripomenul som si však, že v rozľahlosti evolučného času je „strašne nepravdepodobné“ v skutočnosti celkom slušná šanca. Ale ako som pokračoval v rozhovoroch s vedcami a čítaní literatúry, objavil som nevídaný svet prekvapivých slimačích ciest. Vedci väčšinou zámerne nehľadali slimáky na vtákoch, ale v niekoľkých článkoch uverejnených za posledné obdobie. niekoľko desaťročí napriek tomu informovali o svojich náhodných stretnutiach s nimi, zvyčajne pri rutinnom obväzovaní vtákov alebo pozorovanie. Zdá sa, že v týchto prípadoch boli slimáky niekedy prítomné s prekvapivou pravidelnosťou a hojnosťou.
Naprieč niekoľkými štúdiami, slimák Vitrina pellucida sa zistilo u rôznych sťahovavých vtákov v Európe, zatiaľ čo Succinea riiseibolo nájdené na troch rôznych druhoch vtákov v Severnej Amerike, s jedným až 10 slimákmi na jednom vtákovi. V jednej konkrétnej štúdii zameranej na sťahovavé vtáky v Louisiane boli slimáky nájdené na troch rôznych druhoch vtákov. Hlavným zameraním výskumu bola sluka lesná a len na tieto vtáky sa výskumníci zamerali skutočne monitoroval výskyt slimákov: „Z 96 skontrolovaných slukov lesných bolo v 11,4 % prítomných slimákov,“ uvádzajú. "Z toho priemerný počet slimákov na vtáka bol 3."
Na Havaji nikdy neexistovalo cielené vedecké pátranie po slimákoch na vtákoch, takže je ťažké vedieť, ktoré druhy môžu liezť na palubu a s akou frekvenciou. Počas môjho výskumu však Nori Yeung v Biskupskom múzeu natrafil a podelil sa so mnou o dráždivý úryvok z terénneho zápisníka. Zberateľskú poznámku vytvoril v roku 1949 Yoshio Kondo, ktorý bol v tom čase v súčasnej pozícii Noriho ako kurátora malakologickej zbierky múzea. V hornej časti stránky lemovanej mriežkou úhľadným kurzívou písal: „Juvenilný rybák zarytý, na ktorom boli Succinea a Elasmias. Priviedol späť vtáka. Žiaľ, neudržal škrupiny na vtákoch oddelene.“
Existuje však ďalšia fascinujúca, aj keď rovnako špekulatívna cesta, ktorou by sa malé slimáky mohli pohybovať po celom svete. Môžu lietať bez pomoci vtákov, odfúknuté na listoch a iných úlomkoch, alebo len tak samy, uzavreté v škrupinách. V skutočnosti existujú významné dôkazy zo vzorkovania uskutočneného so sieťami pripevnenými k lietadlám, že častice horniny majú veľkosť a hmotnosť niektorých z týchto malých slimákov sa môže pohybovať týmto spôsobom, niekedy sa nachádzajú vo výškach nad 2 000 metrov. Na základe týchto zistení niektorí vedci argumentovali že vôbec nie je nerozumné myslieť si, že slimáky by mohli cestovať podobným spôsobom, určite na kratšie vzdialenosti, ale možno aj na transoceánske cesty. Aspoň pár vedcov, s ktorými som hovoril, vrátane Brendana a Roba, držalo otvorenú možnosť, že predkovia prinajmenšom niektoré havajské rodiny slimákov mohli takto zaviať na ostrovy, možno ich dokonca odniesli vetry. hurikán.
Samozrejme, keď jeden druh slimáka urobí prvý obrovský skok cez oceány, otvára sa množstvo ďalších možností. kratšie pohyby medzi ostrovmi, ktoré genetická analýza naznačuje, sa odohrali na rôznych miestach v minulosti. Ako sme videli, niektoré slimáky môžu prežiť plávajúcu cestu medzi ostrovmi. Iní, zdá sa, môžu podnikať tieto kratšie výlety vnútri vtáky: štúdie v rôznych častiach sveta teraz ukázali že rôzne druhy slimákov – vrátane aspoň jedného druhu Tornatellidinae – môžu prežiť prechod cez tráviaci trakt vtákov s relatívne vysokou frekvenciou.
Toto všetko sú nepochybne dosť nespoľahlivé spôsoby cestovania. Na každého slimáka, ktorý úspešne dorazil do cudzej novej krajiny na vtákovi alebo na plávajúcom konári, muselo byť bez takéhoto šťastia umytých, vyfúknutých alebo odletených do mora nespočetné množstvo miliónov. Pravdepodobnosť musí byť o niečo lepšia, ak cestujete vtákom ako drevom: Ak aspoň teoreticky naskočíte na sťahovavého vtáka alebo doň v lese, je dosť pravdepodobné, že vás odvezú do iného lesa. Samozrejme, pre tie slimáky, ktoré majú tú smolu, že sa pohybujú vo vnútri vtáka, by museli prežiť aj cestu tráviacim systémom.
Akokoľvek cestujú, slimáky sú pri týchto pohyboch z veľkej časti pod vplyvom vonkajších síl, ktoré podliehajú tomu, čo biológovia nazývajú „pasívne rozptýlenie“. Ako Brenden užitočne to pre mňa zhrnulo: „biogeograficky sú slimáky rastliny“ – obe skupiny zdieľajú veľa rovnakých vektorov pre pohyb, druhý zvyčajne semenom alebo spór. Toto je jednoznačne „systém“ ostrovného rozptýlenia, ktorý môže dúfať, že dosiahne výsledky len s obrovskými časovými obdobiami, ktoré má k dispozícii. Počas miliónov rokov niekoľko šťastných slimákov úspešne podniklo tieto cesty. Nemôžeme s istotou vedieť, koľkokrát sa to stalo na Havajských ostrovoch. Ale vystopovaním druhov späť k ich spoločným predkom na Havaji a za jeho brehmi, Brenden a Rob odhadnutý že veci museli fungovať asi 20 a pravdepodobne menej ako 30 neohrozeným cestujúcim alebo skupinám cestujúcich, za zhruba posledných 5 miliónov rokov (keď Kaua‘i, najstarší zo súčasných vysokých ostrovov s vhodným prostredím pre slimáky, vytvorené). Predpokladá sa, že celý zvyšok neuveriteľnej rozmanitosti ulitníkov na Havaji sa vyvinul na ostrovoch z tohto malého počtu spoločných predkov.
Aj keď na tomto rozptýlení slimákov je nepochybne niečo veľmi „pasívne“ - vždy podľa rozmaru iné, či už sú to vtáky, búrky alebo prílivy, ktoré sa pohybujú pod ich parou a smerovaním – to nie je všetko príbeh. Hlboká evolučná história priniesla tieto možnosti. Spôsoby pasívneho pohybu slimákov „fungujú“, pretože sa u nich vyvinuli niektoré pozoruhodné vlastnosti pre rozptýlenie, prežitie a rozmnožovanie. a do izolovaných nových krajín: od epifragmov, ktoré ich uzatvárajú do škrupín, a lepkavých vajíčok, ktoré sa môžu prichytiť na vtáky a odpadky, k hermafroditizmu, skladovaniu spermií a samooplodneniu, čo všetko potenciálne umožňuje začať jedinému slimákovi zavedenému do novej krajiny rozmnožovanie. Aj keď nie všetky slimáky dokážu všetky tieto veci, tam, kde sú tieto vlastnosti prítomné, sú určite obrovskou výhodou. Milióny rokov a nespočetné generácie viac či menej úspešného putovania vybrali tých jedincov, ktorí prežili a najlepšie sa usadili.
Funguje tu hlboký druh evolučnej agentúry, tvorivé, experimentálne, adaptívne spracovanie živých foriem s osobitnými schopnosťami a sklonmi. Jednotlivé slimáky sú v tomto všetkom skutočne pomerne pasívne. Nie sú však irelevantné. Hlboko záležalo na konkrétnych činnostiach tých slimákov, ktorí sa plazili na vtáka, ktorí sa rozhodli utesniť svoje otvory, ktoré bezpečne uložili spermie pre budúce použitie. Ale ani slimáky nie sú zapojené do aktívnejšieho, niekedy dokonca zámerného, rozptýlenia, ktoré vykonáva mnoho iných zvierat.
Namiesto toho, ak budeme venovať pozornosť, slimáky ohromujú svojou schopnosťou pohybovať sa tak ďaleko, šíriť sa tak široko, pričom robia tak málo. Zdá sa mi, že toto je jeden zo skutočných zázrakov biogeografie slimákov. Jednotlivci nemusia vynakladať veľké úsilie, pretože prirodzený výber konal za nich, pôsobil na nich, konal s nimi, aby vytvorili tieto bytosti, ktoré sa tak nečakane, ale jedinečne hodia na určitú formu hlbokého času cestovanie, unášanie. Z takejto perspektívy, namiesto toho, aby išlo o akýkoľvek druh nedostatku, možno veľmi úspešnú pasivitu slimákov považovať za pozoruhodný evolučný úspech.
Je pravdepodobné, že v histórii týchto ostrovov sa v priemere každých niekoľko stotisíc rokov uskutočnila jedna úspešná udalosť príchodu slimákov.
Je tu toho oveľa viac, čo sa tu môžete naučiť, toľko, čo sa môžete dozvedieť nielen o vektoroch, ale aj o vzoroch, pod ktorými dochádza k rozptýleniu: Sú ukladané atmosférickými a oceánskymi prúdmi alebo zdedenými dráhami vtákov migrácia? A predsa to musí do určitej miery zostať priestorom neistoty a dokonca záhad. Ako možno skutočne študovať procesy biogeografie, ktoré prebiehajú v takých obrovských časových a priestorových obdobiach? Ako mi pripomenul Brenden, je pravdepodobné, že v histórii týchto ostrovov sa v priemere každých niekoľko stoviek tisíc rokov odohral jeden úspešný prílet slimáka. Zjednodušene povedané, nie je to niečo, čo by niekto z nás pravdepodobne niekedy videl, nieto ešte študovať, z prvej ruky.
Je ťažké porozumieť obrovskému, hlbokému časovému zoskupeniu života havajských slimákov. Predstavujem si to ako niečo ako obrovskú sieť s vláknami tiahnucimi sa cez Tichý oceán a ďalej, siahajúce späť cez evolučné a geologické časové rámce. Každý prameň predstavuje jeden zo stoviek jedinečných druhov. Milióny rokov nepravdepodobných ciest – zasadených do vtáčieho peria alebo možno zastrčených v štrbine plávajúceho kmeňa – smerujúcich do neznámych destinácií. Milióny rokov, ktoré vytvorili tieto neohrozené, aj keď trochu nepravdepodobné, ostrovné rozptylovače s reprodukčnými a inými úpravami, ktoré umožnili tieto pohyby. Toto sú aspoň niektoré z procesov, ktoré vytvorili úchvatne rozmanité, úplne neopakovateľné zhromaždenie života slimákov na Havaji.
Snaha udržať túto sieť na pamäti, akokoľvek nedokonale, akokoľvek nemožne, nám môže ponúknuť pohľad do jeden z dôvodov, prečo na týchto slimákoch záleží, a teda význam toho, čo sa stráca ich vyhynutím. Mohlo by nám to pripomenúť, že každý z krehkých, mäsitých, malých jedincov z Auriculella diaphana alebo Achatinella mustelina nie je ani tak „členom“ druhu, ako skôr „účastníkom“ rodovej línie, jedným článkom v obrovskom, nepravdepodobnom, medzigeneračnom projekte. Ide o projekty, ktoré pozostávajú zo životov, histórie a možností rôznych druhov slimákov sú dnes radikálne oklieštené, alebo jednoducho odrezané, a to všetko v rámci priestoru niekoľkých generácií ľudí života. Spolu s nimi mizne nespočetné množstvo jedinečných spôsobov života a obrovské evolučné dedičstvo – vypožičať si výstižný termín Lorena Eiseleyho, „obrovská cesta“ – ktoré spolu tvoria.