Ciekawość pielęgnic zwiększa różnorodność biologiczną w jeziorze Tanganika • Earth.com

Królestwo zwierząt jest pełne różnorodnych zachowań, które definiują strategie przetrwania i wpływają na różnorodność biologiczną. Wśród nich ciekawość jest kluczową cechą osobowości, która wpływa na adaptację i przetrwanie zwierząt. Zmusza zwierzęta takie jak pielęgnice do odkrywania nowych obszarów w swoich siedliskach, różnicując ich doświadczenia i potencjalnie swój skład genetyczny, chociaż zwiększa również ich podatność na drapieżniki.

Odkrywanie pielęgnic i różnorodności biologicznej

Położone w sercu Afryki Jezioro Tanganika funkcjonuje jako wyjątkowe naturalne laboratorium do badania złożoności różnorodności biologicznej. W tym rozległym jeziorze żyje niezliczona ilość gatunków pielęgnic, z których każdy wyróżnia się unikalnym kształtem, dietą, siedliskiem i ubarwieniem.

Niesamowity zakres tych cech wśród pielęgnic umożliwia im przystosowanie się do różnych ról ekologicznych w ekosystemie jeziora. Wypełniając różne nisze, ryby te skutecznie rozprzestrzeniają się w różnych strefach środowiskowych, co ogranicza bezpośrednią konkurencję między nimi o zasoby.

Ta adaptacja nie tylko pomaga utrzymać równowagę ekologiczną, ale także sprzyja bogatej różnorodności w obrębie jeziora, co czyni je idealnym przedmiotem badań naukowych.

Niedawne badania prowadzone przez profesora Waltera Salzburgera z Uniwersytetu w Bazylei skupiają się na tych pielęgnicach, aby zrozumieć, w jaki sposób ciekawość przyczynia się do pojawienia się nowych gatunków.

Cichlidowa ciekawość

Dr Carolin Sommer-Trembo, główna autorka badania, poświęciła dziewięć miesięcy na uważną obserwację 57 różnych gatunków pielęgnic zamieszkujących południowe brzegi jeziora Tanganika.

Wykorzystała duże eksperymentalne stawy do zbadania zachowań eksploracyjnych tych pielęgnic, z których wszystkie zostały początkowo schwytane z jeziora, a następnie wróciły do ​​​​swego naturalnego środowiska.

Po powrocie do Bazylei Sommer-Trembo przeanalizowała nagrania wideo, aby ocenić, w jaki sposób każdy gatunek przystosował się do nowego środowiska. Zidentyfikowała znaczące różnice w zachowaniach eksploracyjnych, które pozostawały spójne choćby w kontrolowanych warunkach laboratoryjnych.

„Zaobserwowano duże różnice w zachowaniu badawczym pomiędzy gatunkami pielęgnic” – zauważyła Sommer-Trembo, podkreślając silny związek między zachowaniem, preferencjami siedliskowymi i cechami fizycznymi.

Warto zauważyć, iż większe pielęgnice spotykane bliżej brzegów wykazywały większą ciekawość w porównaniu do ich bardziej wydłużonych odpowiedników z otwartych wód.

Genetyczny wgląd w ciekawość i różnorodność biologiczną pielęgnic

Zespół badawczy przyjął innowacyjne podejście do badania genetycznych podstaw tych zachowań, opracowane we współpracy z dr Milanem Malinskym z Uniwersytetu w Bernie.

Odkryli wariant genetyczny silnie powiązany z ciekawością, charakteryzujący się specyficzną literą „T” w sekwencji DNA, która niemal doskonale przewiduje wzmożone zachowania eksploracyjne, podczas gdy „C” sugeruje mniejszą ciekawość.

Wykorzystując CRISPR-Cas9, najnowocześniejszą technologię edycji genów, badaczom udało się wywołać mutacje w tym konkretnym regionie DNA, zwiększając w ten sposób ciekawość pielęgnic.

Ponadto wykorzystali sztuczną inteligencję, aby zapewnić przewidywalny wgląd w zachowania eksploracyjne gatunków pielęgnic, które nie były wcześniej badane.

Szersze implikacje: od ryb do ludzi

Co ciekawe, zidentyfikowany wariant genetyczny zlokalizowany jest w pobliżu genu cacng5b, który jest aktywny w mózgu i występuje także u innych kręgowców, w tym człowieka.

Gen ten jest powiązany ze schorzeniami neurologicznymi i psychiatrycznymi, takimi jak schizofrenia i choroba afektywna dwubiegunowa.

„To ponownie skupia uwagę na zachowaniu zwierząt jako sile napędowej kluczowych procesów ewolucyjnych” – mówi Sommer-Trembo.

Implikacje tych badań wykraczają poza wodne granice jeziora Tanganika, co sugeruje potencjalny wgląd w biologiczne podstawy cech osobowości u ludzi.

Ponieważ badania pielęgnic w jeziorze Tanganika w dalszym ciągu ujawniają zawiłe powiązania między genetyką, zachowaniem, ewolucją i różnorodnością biologiczną, mogą również dać wgląd w mechanizmy ludzkich cech behawioralnych, potencjalnie łącząc naszą własną historię ewolucyjną z historią ciekawych pielęgnic.

Więcej o pielęgnicach poza ich ciekawością

Pielęgnice to niezwykle zróżnicowana grupa ryb słodkowodnych, występująca głównie w tropikalnych regionach Afryki oraz Ameryki Środkowej i Południowej. Ich różnorodność nie ogranicza się tylko do ubarwienia i kształtu ciała, ale rozciąga się na zachowanie, strategie reprodukcyjne i adaptacje środowiskowe, co czyni je ulubionym przedmiotem badań w biologii ewolucyjnej.

Pochodzenie i dystrybucja

Pielęgnice występują szczególnie licznie w jeziorach afrykańskich, przy czym Jezioro Malawi, Jezioro Wiktorii i Jezioro Tanganika są najbardziej znane ze swoich populacji pielęgnic. W każdym z tych jezior żyją setki gatunków pielęgnic, z których wiele ma charakter endemiczny, co oznacza, iż ​​nie występują one nigdzie indziej na Ziemi. W szczególności jezioro Tanganika jest uważane za jedno z najstarszych jezior na świecie i jest domem dla niektórych z najstarszych linii pielęgnic.

Różnorodność morfologiczna

Fizyczna różnorodność pielęgnic jest zdumiewająca. Są bardzo zróżnicowane pod względem wielkości, od zaledwie kilku centymetrów do ponad 30 centymetrów długości. Ich ciała mogą być szczupłe i wydłużone lub krótkie i krępe, przystosowane do różnych rodzajów przepływu wody i presji drapieżników. Ubarwienie pielęgnic jest równie zróżnicowane i często odgrywa rolę w rytuałach godowych; jasne kolory mogą przyciągnąć partnerów lub zastraszyć rywali.

Adaptacje behawioralne

Pielęgnice wykazują szeroką gamę zachowań, które przystosowały się do ich środowiska. Niektóre gatunki są znane ze swoich skomplikowanych tańców godowych i wyszukanych zachowań hodowlanych, w tym wysiadywania jaj w pysku, podczas którego samica lub choćby samiec nosi w pysku zapłodnione jaja, aby chronić je do wyklucia. Inni opracowali unikalne strategie karmienia, takie jak karmienie przez filtr, skrobanie glonów lub pękanie otwartych muszli.

Role ekologiczne

Pielęgnice wypełniają szeroką gamę nisz ekologicznych w swoim środowisku. Niektóre z nich są drapieżnikami, żywiącymi się mniejszymi rybami lub bezkręgowcami, inne zaś mogą paść się na glonach lub detrytusie na dnie jeziora. Specjalizacja ta pomaga ograniczyć bezpośrednią konkurencję o zasoby i jest siłą napędową specjacji i dużej różnorodności biologicznej obserwowanej w ich siedliskach.

Obawy konserwatorskie

Pomimo zdolności adaptacyjnych wiele gatunków pielęgnic jest zagrożonych zmianami środowiska, w tym zanieczyszczeniem, utratą siedlisk i wprowadzeniem gatunków obcych. Na przykład w Jeziorze Wiktorii wprowadzenie okonia nilowego w latach pięćdziesiątych XX wieku doprowadziło do wyginięcia lub prawie wyginięcia wielu gatunków pielęgnic z powodu drapieżnictwa i konkurencji.

Znaczenie naukowe wykraczające poza ciekawość pielęgnic

Pielęgnice stanowią kluczową grupę modelową w badaniach biologii ewolucyjnej, zwłaszcza w zrozumieniu specjacji, czyli procesu ewolucji nowych gatunków. Ich szybkie tempo specjacji i różnorodne adaptacje czynią je idealnymi do badania ewolucji genetycznej, ekologicznej i behawioralnej.

Ogólnie rzecz biorąc, pielęgnice nie tylko znacząco przyczyniają się do różnorodności biologicznej swoich rodzimych siedlisk, ale także oferują cenny wgląd w procesy ewolucyjne, które napędzają różnorodność życia na Ziemi.

Badanie zostało opublikowane w czasopiśmie Nauka.

—–

Podoba Ci się to, co czytasz? Zapisz się do naszego biuletynu, aby otrzymywać interesujące artykuły, ekskluzywne treści i najnowsze aktualizacje.

Sprawdź nas w EarthSnap, bezpłatnej aplikacji udostępnionej przez Erica Rallsa i Earth.com.

—–