Weiße Eidechsen in weißem Sand • Alyona Shurpitskaya • Wissenschaftliches Bild des Tages über die "Elemente" • Herpetologie

Weiße Eidechsen in weißen Sands

Auf dem Foto – gefleckter tauber Leguan (Holbrookia maculata) im White Sands Nationalpark (siehe White Sands National Monument), New Mexico. Dieses Gebiet ist 710 qm. km ist mit einer Schicht Gips bedeckt, der wässriges Calciumsulfat ist. Das Leben in der weißen Gipswüste führte dazu, dass die Eidechsen ihre normalerweise braune Farbe in eine fast weiße Farbe verwandelten.

Die Karte zeigt die Grenzen des ausgetrockneten Otero-Paleo-Sees, der Salz-Ebene (Alkali-Ebene), des Lucero-Sees und des Gebiets der weißen Gipsdünen. Bild von www.differenttrails.com

Zuvor war dieses Gebiet von der Permsee besetzt, die ausgetrocknet war und eine Schicht von Sedimentgesteinen hinterließ. Infolge tektonischer Prozesse kam es zu einer Kluft, und das Tularosa-Basin-Tal bildete sich, begrenzt auf die San Andres Mountains und die Sacramento Mountains von Westen und Osten. In der letzten Eiszeit, vor 24-12.000 Jahren, wurde das Klima feuchter, Regen und schmelzender Schnee stiegen von den Graten ab, brachten Gips ins Tal und bildeten einen See. So entstand der alte See Otero, der fast das gesamte Tal von Tularosa einnahm.

Dann änderte sich das Klima dramatisch, es wurde trocken und warm, der See Otero begann zu schmelzen und vor 4000 Jahren völlig ausgetrocknet. Er verließ einen wesentlich kleineren See Lucero, der während der Regenzeit mit Wasser gefüllt war, und eine riesige Salzfläche (vglAlkali flach). Jetzt ist es das Hauptlager der Gipskristalle – Selenite. Wasser und die vorherrschenden südwestlichen Winde machen Selenite zu Sand und treiben ihn nach Nordosten, bedecken das Gebiet mit weißen Dünen und diktieren ihren Bewohnern ihre Bedingungen.

Oben – Gipsdünen des White Sands National Park, unten unten – Selenitkristalle an der Stelle der trocknenden Seen (siehe Alkali flach). Fotos von npr.org

Neben dem gefleckten tauben Leguan gibt es in White Sands zwei weitere Arten von Echsen: den Zaunleguan Coles (Sceloporus Cowlesi) und eine gestreifte Peitschenschwanzeidechse, die von manchen Autoren als Unterart angesehen wird Aspidoscelis inornata gypsi, während andere in einer getrennten Form isoliert sind Aspidoscelis gypsi. Alle diese Eidechsen haben sich an das Leben in der weißen Gipswüste angepasst, und vom Gesichtspunkt der Evolution her geschah dies ziemlich schnell: das Alter des weißen Sandes in Tularoz ist nur ungefähr siebentausend Jahre.

Einige Eidechsen wie Chamäleons und Anolis sind in der Lage, die Farbe als Reaktion auf äußere Reize (Stress, Temperatur, Substratfarbe) zu verändern und das Pigment zwischen den Hautschichten neu zu verteilen. Dies ist phänotypische Plastizität – die Fähigkeit, ein Merkmal zu verändern, ohne den Genotyp zu verändern. Weiße Sandeidechsen können auch den Hautton ändern, wenn sich die Umgebungstemperatur ändert,Ein kardinaler Wechsel von Braun zu Weiß oder Grau ist jedoch auf genetische Mutationen zurückzuführen. Interessanterweise können wir mit Hilfe dieser Spezies gleichzeitig mehrere führende Mechanismen der Evolution beobachten: Mutation – anhaltende Veränderung im Genom, Divergenz – Divergenz von Charakteren als Folge von Habitatänderung und Konvergenz – ähnliche Entwicklung von Merkmalen in verschiedenen Taxa, die unter ähnlichen Bedingungen leben.

Aspidoscelis gypsi: auf der linken Seite – Individuelles Leben in White Sands, auf der rechten Seite – eine Variante der Norm. Foto von mvz.berkeley.edu

Alle drei Eidechsen haben Mutationen im Gen, das für das Protein kodiert McIrverantwortlich für die Synthese von dunklem Pigment Melanin – nur verschiedene Arten werden durch verschiedene Aminosäuren ersetzt. Im Leguanzaun verringert dies die Fähigkeit McIr sich in die Zellwand von Melanozyten zu integrieren, und die Whiptail-Echse verringert die Fähigkeit des Rezeptors, das Signal zu transformieren. Es stellt sich heraus, dass sogar eine Genmutation einen anderen Mechanismus haben kann, aber letztendlich zum selben Ergebnis führt: Die Synthese von Melanin ist gestört, und die Eidechsen leuchten auf. In der Unterart des gefleckten tauben Leguans H. maculata ruthveni auch eine der Aminosäuren in ersetzen McIraber es ist noch nicht bekannt, welcher Mechanismus verwendet wird, um die Farbe zu ändern und ob dieses Gen an diesem Prozess beteiligt ist.

Diese Veränderungen werden auch auf verschiedene Arten vererbt: Die helle Haut des Zaunleguans ist das dominante Merkmal, das heißt, nur einer der Eltern hat ein ziemlich mutiertes Gen. Und die gestreifte Peitschenschwanzeidechse hat das gleiche Merkmal rezessiv – auf der Genebene sollte sie bei beiden Eltern vorhanden sein, obwohl sie nicht äußerlich erscheinen mag. Solche Unterschiede in der Vererbung können die Helligkeit der Farben, die Geschwindigkeit der Anpassung und den Fluss der Gene und letztlich – die Rate der Speziation unter neuen Bedingungen beeinflussen.

Aspidoscelis gypsi (auf der linken Seite) und Holbrookia maculata ruthveni. In der Region des Ökotons (ein schmales Band, das an die White Sands-Wüste grenzt, wo sich das dunkle Substrat mit Gipssedimentgestein abwechselt), sind die gefleckten tauben Leguane meist weiß gefärbt. Die Farbe der beiden anderen Arten im Ökoton ist dunkler, was den Fluss von Genen zwischen ihren hellen und dunklen Populationen anzeigt. Fotos von hiveminer.com

Durch die Anpassung an den neuen Lebensraum hat sich nicht nur die Hintergrundfarbe der Haut verändert, sondern auch einige andere anatomische Merkmale. Der Nahrungsleguan hat die Kopfgröße und die Beißkraft erhöht – als Anpassung an steifere Futterobjekte, die White Sands bewohnen.Und auch die Eidechsen selbst wurden etwas größer, und damit nahm die Größe der Signalflecken zu, die eine dominante Rolle bei den intraspezifischen und interspezifischen sozialen Interaktionen spielen. Die Farbe dieser Signalflecken änderte sich auch bei allen drei Arten von Echsen. Spots sind verantwortlich für die Aggression bei Männchen zueinander und bestimmen intersexuelles Verhalten. Bei Weibchen sind Signalflecken kleiner als bei Männchen und bei braunen Männchen geringer als bei weißen Männchen. Daher nehmen die Männchen der Weißsand-Leguane die braunen Männchen für ihre Weibchen und fangen an, sich um sie zu kümmern, anstatt ihr Territorium zu schützen. Aber auch die Männchen des gefleckten, tauben Leguans, die sich auf Signalpunkte konzentrieren, bleiben ihren Damen treu, auch wenn sie sich den Rücken braun färben. Daher ist der Genfluss zwischen den Populationen des gefleckten tauben Leguans auf fast Null reduziert, das heißt, Tiere aus White Sands schneiden sich praktisch nicht mit ihren Gegenstücken, die jenseits der Grenze der Wüste leben. Daher ist die phänotypische Divergenz (Unterschied im Aussehen) zwischen ihnen maximal. Die anderen beiden Arten haben viele Übergangsfarben.

Holbrookia maculata ruthveni zeigt Signalflecken.Foto von nmherpsociety.org

Zusammen mit der Hautfarbe hat sich das Verhalten der Eidechsen verändert. Im Gegensatz zu ihren Gegenstücken einer normalen Färbung sonnen sich die Weißsandeidechsen häufiger und länger auf offenen Plätzen und reisen längere Strecken. Gleichzeitig sind sie weniger vorsichtig, später bemerken sie einen Räuber, aber sie rennen viel öfter weg. Vielleicht liegt das daran, dass die Dichte der natürlichen Feinde in den White Sands geringer ist, deshalb ist das Leben der Echsen hier ruhiger. Oder die Tatsache, dass weißer Gipssand Sonnenlicht stark reflektiert, und dies kann die Sehschärfe und die Wahrnehmung der Bewegung beeinträchtigen.

Neben den weißen Echsen in den White Sands von New Mexico laufen weiße sackförmige Springpferde Perognathus flavescensund weiße Flügelschaufeln (Scaphiopus couchii) essen weiße Grillen Ammbaenites phrixocnemoides. Allerdings sind nicht alle Tiere in White Sands weiß geworden. Es gibt ganz normal gemalte Kojoten, Füchse, Dachse, etwa zweihundert Vogelarten und sogar eine Fischart – Cyprinodon tularosaganz zu schweigen von der Vielzahl von Wirbellosen. Viele sind nachtaktiv oder benutzen Verstecke und verstecken sich vor der unerträglichen Hitze des Tages und Feinden.

Die Gipswüste ist eine ernsthafte Belastungsprobe, aber diejenigen, die sich daran anpassen konnten, haben große Vorteile in Form von Raubtieren mit geringer Dichte und schwacher interspezifischer Konkurrenz.Und für Wissenschaftler ist White Sands ein Lagerhaus für die Erforschung der Mechanismen der Evolution, die praktisch vor unseren Augen arbeiten.

Foto © Juri Chelomin.

Alyona Shurpitskaya


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