Μυστηριώδη αμφίβια με ιδιαίτερα χαρακτηριστικά

Εναλλακτικές λύσεις για το αγελαδινό γάλα συνεχίζουν να εμφανίζονται. Υπάρχει γάλα βρώμης, υπάρχει κατσικίσιο γάλα και τώρα υπάρχει και αμφίβιο γάλα (αν και δεν θα το βρείτε στα ράφια των παντοπωλείων). Μια ομάδα Βραζιλιάνων βιολόγων έχει τεκμηριώσει μητέρες αμφιβίων χωρίς πόδια, υπόγεια που παράγουν ένα υγρό που μοιάζει με γάλα – γεμάτο με λίπη και υδατάνθρακες– για τους απογόνους τους. Η έρευνα

δημοσιεύθηκε στις 7 Μαρτίου

στο περιοδικό

Επιστήμη

είναι η πρώτη γνωστή περίπτωση ενός αμφίβιου που γεννά αυγά που προμηθεύει τα μωρά του με «γάλα». Τα ευρήματα αποκαλύπτουν νέες σωματικές λειτουργίες και πιθανή περίπλοκη επικοινωνία σε ένα παράξενο ζώο που δεν έχει μελετηθεί.

Ανακάλυψη μη γαλακτοκομικών

Γενικά, το γάλα συνδέεται με τα θηλαστικά. Άλλωστε η λέξη «θηλαστικό» προέρχεται από τα λατινικά

μαμά

για το “στήθος”, μια αναφορά στους μαστικούς αδένες των ταξινομικών μας τάξεων που παράγουν γάλα. Όμως τα θηλαστικά δεν είναι η μόνη ομάδα ζώων που ταΐζουν τα μωρά τους με εξειδικευμένες εκκρίσεις. Τα περιστέρια, οι πιγκουίνοι και τα φλαμίνγκο έχουν “καλλιεργικό γάλα” – μια ανόητη ουσία που παρασκευάζεται από γονείς πτηνών και των δύο φύλων εντός της επένδυσης του πεπτικού τους συστήματος. Μερικές αράχνες και κατσαρίδες, επίσης, παράγουν γάλα για τα πολύποδα μικρά τους. Εισάγετε τους καικίλους, τους σκουληκιασμένους συγγενείς βατράχων, φρύνων και σαλαμάνδρων που ζουν κυρίως σε τροπικές περιοχές.

Δακτυλιωμένες καικιίλιες (

Siphonops annulatus

) είναι ένα από τα περίπου 220 γνωστά είδη καικιλίων παγκοσμίως και αποτελούν τη νεότερη προσθήκη στον κατάλογο των ζώων που μπορούν να γαλακτοφορήσουν. Οι περίεργοι, σχεδόν τυφλοί οργανισμοί ζουν μυστικοπαθείς

ζει κάτω από το έδαφος και τα απορρίμματα φύλλων των δασών της Νότιας Αμερικής

και λιβάδια. «Είναι ένα από τα λιγότερο κατανοητά σπονδυλωτά, επειδή η πρόσβαση σε αυτά τα ζώα είναι πολύ δύσκολη», λέει.

Κάρλος Τζάρεντ

, ανώτερος συγγραφέας μελέτης και βιολόγος στο Ινστιτούτο Butantan στο Σάο Πάολο της Βραζιλίας. Αλλά η προσπάθεια αξίζει τον κόπο, προσθέτει, επειδή τα καισιλιανά είναι ένα «κουτί έκπληξη», που προσφέρει συνεχώς απροσδόκητες βιολογικές λιχουδιές.

Μέσα από χρόνια προσεκτικής μελέτης, συλλογής και παρατήρησης στην άγρια ​​φύση και στο εργαστήριο, ο Jared και οι συνεργάτες του έχουν ξεπεράσει το άγνωστο για να κάνουν μερικές αξιοσημείωτες ανακαλύψεις σχετικά με

S. annulatus

. Πιο πρόσφατα, έμαθαν ότι τα αμφίβια παρέχουν στα μικρά τους ένα παχύρρευστο διαυγές υγρό «την σύσταση του μελιού», λέει ο Jared. Οι δακτυλιωμένοι καικιλλιανοί εκκρίνουν αυτό το θρεπτικό γάλα από τις «οπές» τους – το άνοιγμα για όλες τις χρήσεις στο πίσω άκρο του σώματος όπου απελευθερώνονται επίσης απόβλητα και αυγά. Με άλλα λόγια: αυτά τα σπονδυλωτά σκουλήκια τρέφουν τους απογόνους τους με γάλα από τα οπίσθιά τους.

«Είναι μια συναρπαστική ανακάλυψη απίστευτα ενδιαφέρουσες αναπαραγωγικές τροποποιήσεις», λέει

Marvalee Wake

, βιολόγος στο Πανεπιστήμιο της Καλιφόρνια στο Μπέρκλεϋ. Ο Wake δεν συμμετείχε στη νέα μελέτη, αλλά έχει μελετήσει εκτενώς τους καικιλιούς και συνέταξε ένα προοπτικό άρθρο που συνοδεύει την έρευνα στο

Επιστήμη

. Το εύρημα «προκαλεί την υπάρχουσα κατανόηση της εξέλιξης της γονικής μέριμνας», γράφει σε αυτό το σημείωμα.

Αφοσιωμένοι γονείς

Μερικοί καικιίλιοι γεννούν ζωντανά, αλλά οι δακτυλιωμένοι καικιίλιοι γεννούν αυγά. Οι μητέρες φυλάνε στενά τους γόνους τους. Ακόμη και όταν τα μικρά εκκολάπτονται και αναδεικνύονται ως μικροσκοπικά, γλοιώδη στριφογυριστά, η μαμά συνεχίζει να επενδύει περίπου δύο μήνες στη γονική φροντίδα, εγκαταλείποντας το φαγητό για να εξασφαλίσει ότι τα μωρά τρέφονται καλά.

Προηγούμενη έρευνα

από τον Τζάρεντ και άλλους έχει τεκμηριώσει μερικές από τις ανορθόδοξες μεθόδους ανατροφής των ανορθόδοξων γονεϊκών γιατρών. Κατά την ανατροφή των απογόνων, το δέρμα των μητέρων των αμφιβίων αλλάζει χρώμα, αναπτύσσοντας ένα λιπαρό εξωτερικό στρώμα. Οι απόγονοι χρησιμοποιούν ειδικά δόντια για να το ξύνουν ως γεύμα.

(«Δεν προκαλεί κανένα κακό στη μητέρα», διευκρινίζει

Marta Antoniazzi

, συν-συγγραφέας τόσο της νέας μελέτης όσο και της προηγούμενης εργασίας σχετικά με τη σίτιση του δέρματος, και ερευνητής στο Ινστιτούτο Butantan.) Αλλά με τη νέα έρευνα, είναι σαφές ότι οι καικιίλιοι δεν έχουν απλώς δέρμα στο παιχνίδι – παράγουν πρόσθετη, ενεργειακά δαπανηρή πηγή τροφής. Τα θηλυκά χάνουν κατά μέσο όρο το 30% του σωματικού τους βάρους για να φροντίσουν τα μικρά τους, σύμφωνα με τη μελέτη.

Παρακολούθηση

προηγούμενες παρατηρήσεις

ότι οι γόνοι καικικιλιογέννητων περνούν πολύ χρόνο γύρω από τη μητρική οπή, ο Jared, ο Antoniazzi και οι συν-ερευνητές τους συνέλεξαν 16 θηλυκά καικιίλια και τα μικρά τους κάτω από το δάσος των φυτειών κακάο. Η εξεύρεση των υποκειμένων της μελέτης ήταν «δύσκολο» και απαιτούσε «μεγάλη υπομονή», λέει ο Τζάρεντ. Στο εργαστήριο, στέγασαν τα ζώα σε δεξαμενές σχεδιασμένες να μιμούνται το φυσικό τους περιβάλλον και έστησαν κάμερες για να καταγράψουν

S. annulatus’

γονική μέριμνα. Επιβεβαίωσαν ότι τα νεογνά καταπίνουν ένα έκκριμα από το αεραγωγό της μητέρας τους και ότι τέτοιου είδους ταΐσματα συμβαίνουν πολλές φορές την ημέρα – πολύ πιο συχνά από τις εβδομαδιαίες τροφές με το δέρμα. Μετά από κάθε συνεδρία γάλακτος, τα μικρά γίνονται λιγότερο δραστήρια και τεμπελιάζουν «με την κοιλιά στραμμένη προς τα επάνω, επιδεικνύοντας εμφανή κορεσμό», σύμφωνα με τη μελέτη.

Προμήθεια γάλακτος στο caecilian Siphonops annulatus. Η ταχύτητα αυξήθηκε κατά 600 φορές. Πίστωση: Mailho-Fontana et al.

Μέσα από την ανάλυση λεπτών στρωμάτων ιστού από διαφορετικά όργανα, οι βιολόγοι διαπίστωσαν ότι το γάλα παράγεται από ειδικούς αδένες που εμφανίζονται μόνο κατά την περίοδο της γονικής φροντίδας. Αυτοί οι προσωρινοί αδένες σχηματίζονται στο δέρμα των ωοθηκών των καικιλίων – το ισοδύναμο μιας σάλπιγγας θηλαστικών.

Είναι γνωστό εδώ και δεκαετίες ότι ορισμένα ζωντανά είδη καικιλίων παράγουν ένα έκκριμα στους ωαγωγούς τους για να θρέψουν τα μικρά τους εσωτερικά, χάρη στο

παλαιότερη έρευνα

από το Wake. Αλλά για ένα είδος που γεννά αυγά να κάνει κάτι παρόμοιο είναι εκπληκτικό. «Το δόγμα, που βασίζεται σε όλα τα γνωστά παρόμοια είδη, είναι ότι ακόμη και όταν μια μητέρα που γεννά αυγά παρέχει κάποια φροντίδα ή μένει με τα μικρά για κάποιο χρονικό διάστημα, δεν υπάρχει καμία τέτοια παροχή», λέει ο Wake. «Η μετάβαση σε κάτι που κάνουν οι ζωντανοί είναι πραγματικά πρωτότυπο», προσθέτει.

Περισσότερες εκπλήξεις

Να αξιολογήσω

S. annulatus’

τη σύνθεση του γάλακτος, οι επιστήμονες έβγαλαν το υγρό από πέντε από τις καικιίλιες μητέρες με προσεκτικά μασάζ και τη βοήθεια της βαρύτητας, σύμφωνα με

Pedro Mailho-Fontana

, επικεφαλής συγγραφέας της μελέτης και άλλος ερευνητής στο Ινστιτούτο Butantan. Πολλαπλές αναλύσεις αποκάλυψαν την παρουσία υδατανθράκων και λίπους. (Αν και το δαχτυλωτό καικικιλιογάλα στερείται πρωτεΐνης, το μητρικό δέρμα γεμίζει αυτό το διατροφικό κενό, λέει ο Antoniazzi.) Δύο τύποι λιπαρών οξέων, το παλμιτικό και το στεατικό οξύ, αποτελούν περισσότερο από το 90% του συνόλου των λιπαρών γάλακτος καικικιλιανού, σύμφωνα με τη μελέτη. Τρία από τα κύρια λιπαρά οξέα που ανιχνεύονται στο αμφίβιο γάλα αποτελούν επίσης σημαντικό μέρος της σύνθεσης του αγελαδινού γάλακτος.

Στη συνέχεια, οι κάμερες απαθανάτισαν μια ακόμη έκπληξη. Τα νεογνά κάνουν θορύβους κρότου και στριφογυριστικές κινήσεις κοντά στην οπή εξαερισμού στην τροφοδοσία με γάλα, λέει ο Mailho-Fontana. Αυτός και οι συνεργάτες του διαπίστωσαν ότι αυτοί οι ήχοι και οι κινήσεις κορυφώνονται σε συχνότητα λίγο πριν απελευθερωθεί το γάλα, υποδηλώνοντας ότι οι απόγονοι ζητιανεύουν και η μητέρα ανταποκρίνεται. «Οι περισσότεροι βιολόγοι αμφιβίων είναι αρκετά συντηρητικοί όσον αφορά τον ισχυρισμό επικοινωνίας, αλλά είναι απολύτως εύλογο με βάση τις ηχογραφήσεις που έχει αυτή η ομάδα», λέει ο Wake. Αυτός ο τύπος φωνητικής πρόσκλησης τροφής θα ήταν μοναδικός μεταξύ των αμφιβίων, σημειώνει – απλώς ένας άλλος τρόπος με τον οποίο αυτά τα παράξενα ζώα ξεχωρίζουν.

Αυτό που βρίσκεται μπροστά

Οι επιστήμονες της μελέτης ελπίζουν να διεξαγάγουν περαιτέρω έρευνα εξετάζοντας περαιτέρω τις φωνές των απογόνων. Ο Γουέικ θα ήθελε να δει πρόσθετη εργασία για την αξιολόγηση των ορμονικών ενδείξεων που προετοιμάζουν μια μητέρα με καικιλιογένεια για γονική φροντίδα. «Έχουμε πολλά άλλα πράγματα να ανακαλύψουμε σε αυτά τα ζώα», λέει ο Τζάρεντ. Ακόμη και με αυτό το νέο σύνολο ευρημάτων, τόσα πολλά παραμένουν άγνωστα. Ίσως, όπως προτείνει ο Τζάρεντ, τα αμφίβια που τρυπώνουν θα μπορούσαν να παίξουν κρίσιμο ρόλο καθώς οι μηχανικοί του εδάφους βοηθούν τα φυτά να αναπτυχθούν. Ίσως έχουμε τους καισιλίους να ευχαριστήσουμε για τις σοκολάτες μας, καθώς σκάβουν το δρόμο τους μέσα από φυτείες κακάο.

Το ότι οι επιστήμονες εξακολουθούν να ανακαλύπτουν τέτοια βασικά πράγματα σχετικά με τη βιολογία των σπονδυλωτών αποδεικνύει ότι «πρέπει να μάθουμε περισσότερα για τη βιολογία όλων των ειδών στον πλανήτη», λέει ο Wake. «Αντιμετωπίζοντας την κλιματική αλλαγή και την τροποποίηση των οικοτόπων, πρέπει να ξέρουμε τι κάνουμε στα οικοσυστήματα μας – τη βάση υποστήριξής μας». Οι δακτυλιωμένοι καικιλοιοί καταβάλλουν τεράστιες προσπάθειες για να υποστηρίξουν τα μικρά τους και στη διαδικασία, αποτελούν αναπόφευκτο μέρος του ευαίσθητου ιστού που μας στηρίζει όλους.