Η εξέλιξη των βατράχων στο αλάτιευμα του δρόμου

Όταν μια χειμωνιάτικη καταιγίδα βρίσκεται στον ορίζοντα, τα φορτηγά αλατιού ξεπηδούν σε δράση. Απλώνοντας αλάτι—κανονικό παλιό χλωριούχο νάτριο, το ίδιο είδος που βάζουμε στα φαγητά μας—σε κάθε ίντσα των δρόμων μας, έχουμε βρει πώς να τα κάνουμε ασφαλή για τους οδηγούς, ακόμη και όταν το χιόνι και ο πάγος επικαλύπτουν την άσφαλτο, μετατρέποντας τους κινδύνους σε απλές ταλαιπωρίες.

Αλλά αυτό το αλάτι δεν εξαφανίζεται μόνο μετά από μια καταιγίδα. Σιγά-σιγά, το αλάτι στάζει κάτω από το δρόμο και στο υδάτινο σύστημα ενώ γεμίζει ποτάμια, λίμνες και υγροτόπους – και ενισχύει μαζικά την αλατότητα αυτών των σωμάτων γλυκού νερού. Και για την άγρια ​​ζωή του γλυκού νερού, η ζωή σε μια αλμυρή λίμνη μπορεί να οδηγήσει σε προβλήματα όπως η καθυστέρηση της ανάπτυξης, η αυξημένη ευαισθησία σε ασθένειες και ακόμη και θάνατος, λέει

Ρικ Ρέλια

βιολόγος στο Rensselaer Polytechnic Institute.

Αλλά ο Relyea και οι συνεργάτες του βρήκαν τώρα στοιχεία ότι τουλάχιστον ένα είδος γλυκού νερού, ο ξύλινος βάτραχος, θα μπορούσε να προσαρμοστεί σε πιο αλμυρό νερό μέσα σε λίγες μόνο γενιές. Το πώς ακριβώς συμβαίνει αυτή η προσαρμογή δεν είναι ακόμα ξεκάθαρο, αλλά αυτό το εύρημα είναι ένα μικρό κομμάτι προσωρινά καλά νέα για τις προσπάθειες προστασίας της άγριας ζωής από τους κινδύνους του αλατιού στο δρόμο.

«Είναι ένα εξαιρετικό παράδειγμα του πώς η εξέλιξη μέσω της επιλογής μπορεί να συμβεί πολύ γρήγορα», λέει η Relyea

PopSci

. “Και από την άλλη πλευρά, αγοράστε μας λίγο χρόνο μέχρι να διορθώσουμε μερικά από αυτά τα προβλήματα.”

Το αλάτι του δρόμου μπορεί να έχει βαθιά επίδραση στη χημεία ορισμένων υδάτινων μαζών γλυκού νερού. Ενώ μια παρθένα λίμνη θα έχει πιθανώς λιγότερο από πέντε χιλιοστόγραμμα χλωρίου ανά λίτρο νερού, λέει ο Relyea, θα βρει μερικούς υγροτόπους με εκατοντάδες χιλιοστόγραμμα ανά λίτρο. (Για αναφορά, αυτό δεν είναι ακόμα πουθενά κοντά στα επίπεδα αλατιού στον ωκεανό, όπου το νερό έχει περίπου

35

γραμμάρια

χλωρίου ανά λίτρο

αλλά εξακολουθεί να είναι μια μεγάλη αλλαγή για την άγρια ​​ζωή του γλυκού νερού.)

Ορισμένα σώματα γλυκού νερού μπορεί να καταλήξουν πιο αλμυρά από άλλα, ανάλογα με το πόσο ρηχά είναι και πόση εισροή και εκροή έχουν. Τον Απρίλιο του 2022, ο Relyea και οι συνεργάτες του συνέλεξαν αυγά ξύλινων βατράχων από εννέα διαφορετικές λίμνες στα βόρεια της Νέας Υόρκης. Καθεμία από τις λίμνες βρισκόταν κοντά σε έναν δρόμο, αλλά διέφερε σε περιεκτικότητα σε αλάτι—που κυμαινόταν από ένα χιλιοστόγραμμα χλωρίου ανά λίτρο έως τα επιβλητικά 744 mg/λίτρο. Αφού μάζεψε τα αυγά, η ομάδα μεγάλωσε κάθε συμπλέκτη σε γυρίνους στο εργαστήριο σε γλυκό νερό.

Μόλις οι γυρίνοι κολυμπούσαν, οι ερευνητές πραγματοποίησαν αυτό που ονομάζεται πείραμα «χρόνου μέχρι θανάτου», όπως ακριβώς ακούγεται – τοποθέτησαν 15 γυρίνους από κάθε λίμνη σε ένα φλιτζάνι νερό με μια θανατηφόρα δόση αλατιού και δοκίμασαν για να δουν πόσο έζησαν. Δημοσίευσαν τα αποτελέσματά τους στις 12 Μαρτίου στο περιοδικό


Οικολογία και Εξέλιξη



.

Οι γυρίνοι από τις οκτώ λίμνες με τη χαμηλότερη συγκέντρωση αλατιού πέθαναν όλοι με τον ίδιο ρυθμό, ενώ κανένας δεν ζει ακόμα μετά από περίπου δύο ημέρες. Αλλά οι γυρίνοι από τη λίμνη με την υψηλότερη συγκέντρωση αλατιού επιβίωσαν πολύ περισσότερο. Μέχρι την ώρα 30, όταν περίπου οι μισοί από τους άλλους γυρίνους είχαν πεθάνει, περίπου το 90% των πιο αλμυρών γυρίνων εξακολουθούσαν να κολυμπούν. Μέχρι την ώρα 50, όταν όλοι οι άλλοι γυρίνοι ήταν νεκροί, περισσότερο από το 60% των πιο αλμυρών γυρίνων ήταν ακόμα ζωντανοί. Ακόμη και την τρίτη ημέρα, πολύ αφότου οι άλλοι γυρίνοι είχαν περάσει στη βατράχια μετά θάνατον ζωή, μερικοί από τους πιο αλμυρούς γυρίνους εξακολουθούσαν να το κλωτσούσαν.

Αυτή η πιο αλμυρή λίμνη είναι πιθανώς ιδιαίτερα αλμυρή επειδή περιβάλλεται από ένα μεγάλο πάρκινγκ για περίπου 25 χρόνια, λέει ο Relyea. Και η αξιοσημείωτη επιβίωση των βατράχων του μπορεί να μην είναι τυχαία. Η Relyea σημειώνει ότι οι ξύλινοι βάτραχοι επιστρέφουν στις ίδιες λίμνες και υγροτόπους κάθε χρόνο για να γεννήσουν αυγά – πράγμα που σημαίνει ότι τα αυγά που συνέλεξαν μπορεί να προέρχονται από έναν μικροπληθυσμό βατράχων που έχει αναπαραχθεί στον ίδιο χώρο στάθμευσης δίπλα στη λίμνη για περισσότερες από δύο δεκαετίες, ή περίπου 10 γενιές. Με μικρή γενετική ανάμειξη μεταξύ των πληθυσμών, αυτή η διαδικασία θα μπορούσε να έχει οδηγήσει τους βατράχους να προσαρμοστούν σε πιο αλμυρές συνθήκες.

Θεωρητικά, αυτό θα ίσχυε και για τους βατράχους από όλες τις άλλες λίμνες – και η δεύτερη πιο αλμυρή λίμνη στη μελέτη τους ήταν ακόμα πολύ αλμυρή, με περισσότερα από 400 mg χλωρίου ανά λίτρο. Το ίδιο ήταν και η τρίτη πιο αλμυρή λίμνη, με περίπου 300 mg/λίτρο. Ωστόσο, παρά αυτά τα ακόμα πολύ υψηλά επίπεδα αλατιού, οι γυρίνοι από τους πληθυσμούς βατράχων σε αυτές τις λίμνες δεν είχαν καλύτερη απόδοση από τους γυρίνους από λίμνες χωρίς σχεδόν καθόλου αλάτι στο πείραμα χρόνου μέχρι θανάτου.

Οι συγγραφείς της μελέτης είπαν ότι αυτό μπορεί να υποδεικνύει ότι υπάρχει κάποιο όριο πέρα ​​από το οποίο οι βάτραχοι μπορεί να αρχίσουν να προσαρμόζονται σε συνθήκες υψηλού αλατιού, αν και η Relyea σημειώνει επίσης ότι μπορεί να παίζει κάποιος άλλος παράγοντας εδώ. «Δεν ξέρουμε πώς το έκαναν», λέει, «απλώς ξέρουμε ότι το έκαναν».

Πρώτον, είναι επίσης πιθανό ότι οι πληθυσμοί βατράχων στις άλλες λίμνες απλώς δεν είχαν αρκετό χρόνο για να δείξουν προσαρμογές στο αλάτι, λέει – αν επιστρέψατε και μελετούσατε ξανά τους βατράχους σε πέντε ή 10 χρόνια, ίσως τους βατράχους από η δεύτερη πιο αλμυρή και η τρίτη πιο αλμυρή λίμνη θα έδειχναν επίσης κάποιο είδος προσαρμογής.

Οι προσαρμογές σε νέες περιβαλλοντικές συνθήκες μπορεί συχνά να έχουν και μειονεκτήματα. Για παράδειγμα, η Relyea ανακάλυψε επίσης ότι το ζωοπλαγκτόν φαίνεται ικανό να προσαρμόζεται σε υψηλή περιεκτικότητα σε αλάτι – αλλά όταν το κάνουν, χάνουν κάθε αίσθηση του κιρκάδιου ρυθμού ή του εσωτερικού ρολογιού τους.

«Δεν έχουν ιδέα τι ώρα είναι», λέει.

Αλλά αυτοί οι βάτραχοι που αντέχουν στο αλάτι φαίνεται να τα πάνε καλά. Εκτός από το να είδε πόσο καιρό αυτοί οι γυρίνοι μπορούσαν να επιβιώσουν σε αλμυρό νερό, η ομάδα παρακολούθησε επίσης την ανάπτυξη, την ανάπτυξη και τη δραστηριότητά τους. Δεν βρήκαν καμία σημαντική διαφορά μεταξύ των πληθυσμών, αν και παρατήρησαν ότι το πιο αλμυρό νερό φαινόταν να κάνει όλους τους γυρίνους ελαφρώς λιγότερο δραστήριους.

Αυτή η μελέτη προσθέτει στην αυξανόμενη συλλογή έρευνας για τους ξύλινους βατράχους και την ανοχή στο αλάτι, η οποία έχει δώσει κάποια αντιφατικά αποτελέσματα. Για παράδειγμα, η νέα δημοσίευση σημείωσε ότι ενώ ερευνητές στο Κονέκτικατ ανακάλυψαν ότι οι ξυλοβάτραχοι από λίμνες με υψηλή περιεκτικότητα σε αλάτι ήταν λιγότερο πιθανό να επιβιώσουν και να αναπτυχθούν πιο αργά, ερευνητές στο Βερμόντ ανακάλυψαν ότι οι ξυλοβάτραχοι από λίμνες με υψηλή περιεκτικότητα σε αλάτι μπορεί στην πραγματικότητα να είναι μεγαλύτεροι και καλύτερα να κυκλοφορείς.

Μελλοντική έρευνα θα μπορούσε να πει πώς ακριβώς το αλάτι επηρεάζει τους ξύλινους βατράχους και άλλα άγρια ​​ζώα. Αλλά ο Relyea σημειώνει ότι μερικά από αυτά τα άλλα είδη γλυκού νερού, όπως το πλαγκτόν, μπορεί να είναι πολύ πιο ευαίσθητα στο αλάτι από ό,τι φαίνεται να είναι οι βάτραχοι. Έτσι, προσθέτει, είναι σημαντικό να εργαστούμε για τον περιορισμό της ποσότητας αυτού του αλατιού σε αυτές τις λίμνες και τους υγροτόπους καταρχήν – κάτι που όχι μόνο συμβάλλει στην προστασία του περιβάλλοντος, αλλά εξοικονομεί χρήματα των φορολογουμένων.