Carolina hammerhead havde længe undgået opdagelsen, fordi det er udad at skelne fra det fælles, scalloped hammerhead.
Fotokredit: Wikimedia Commons / Barry Peters
At opdage en ny art er blandt biologer beslægtet med at slå en grand slam, og ichthyolog fra University of South Carolina, Joe Quattro, ledede et hold, der for nylig rydde baserne. I tidsskriftet Zootaxa, de beskriver en sjælden haj, Carolina hammerhead, der længe havde undgået opdagelsen, fordi den er udad at skelne fra det fælles, scalloped hammerhead. Gennem sin sjældenhed understreger den nye art, Sphyrna gilberti, skrøbeligheden af hajdiversitet i lyset af nådeløs menneskelig predation.
Quattro, en biologiprofessor ved USCs College of Arts and Sciences, begyndte ikke at opdage en ny kryptisk art, hvad så en, der udelukkende findes i saltvand. Da han startede som adjunkt ved USC i 1995, var han stort set fokuseret på fisk i ferskvandsfloderne, der strømmer gennem staten, før han tømte ud i det vestlige Atlanterhav.
Han har brede interesser, der inkluderer bevaring, genetisk mangfoldighed og taksonomi. En drivende kraft i hans videnskabelige nysgerrighed er et ønske om bedre at forstå evolutionen. Som det viser sig, er South Karolinas fire store vandløb - Pee Dee, Santee, Edisto og Savannah - en kilde til særlig rig malm til minedrift af evolutionshistorien.
Glacial indflydelse havde grænser
Quattro voksede op i Maryland, fik en doktorgrad ved Rutgers University i New Jersey og afsluttede et post-doc ved Stanford University. “Især New Jersey og Maryland havde enorme ispåvirkninger,” sagde Quattro. ”Områderne, hvor floder nu flyder, var dækket med gletsjere indtil 10.000 til 15.000 år siden, og da gletscherne faldt tilbage fulgte taxaerne dem opstrøms.”
I modsætning hertil var floder syd for Virginia ikke dækket med gletsjere. ”Med andre ord, disse floder har eksisteret i ganske lang tid,” sagde Quattro. ”Pee Dee og Santee er to af de største flodsystemer på østkysten. Og vi blev lige nysgerrige - hvor forskellige er disse floder fra hinanden? ”
Fra og med den pygmy solfisk undersøgte Quattro og kolleger den genetiske sammensætning af fiskearter inden for de gamle ferskvandsafløbssystemer. De fandt den båndede pygmy solfisk i alle South Carolina-floder - faktisk findes denne udbredte art i næsten alle flodsystemer i USAs sydøstlige og Golfkyst, startende fra sletterne i North Carolina, omkring Florida, og hele vejen til og op ad Mississippi-floden.
Men to arter er meget sjældnere. Den blåbrune pygmy solfisk findes kun i Savannah- og Edisto-systemerne. Carolina pygmy solfisk findes kun i Santee og Pee Dee systemer. Begge arter lever sammen med den almindelige båndede pygmy solfisk i disse flodsystemer, men findes intet andet sted i verden.
Fra et evolutionært synspunkt er det en bemærkelsesværdig konstatering.Disse sjældne arter er relateret til de udbredte arter, men detaljerne om sammenhængen - som forud for de andre og således er en forfaderart - trosser stadig klar beskrivelse. Det faktum, at en sjælden og en almindelig art er placeret sammen i et gammelt flodsystem, er vigtig information i den igangværende kamp for klart at definere evolutionær historie. Tidligere har forskere tegnet taksonomiske diagrammer næsten udelukkende på grundlag af fysisk struktur (morfologi) og tilgængelige fossiler. De seneste årtieres genetiske datarevolution hjælper med at omdefinerer biologien på en meget mere præcis måde, men processen er stadig i tidligt igangværende.
Fra floden til havet
Quattro har gjort sin del ved langsomt at bevæge sig ned ad flodsystemerne til havet og indsamle genetiske data hele vejen ned. I ferskvandsfloderne har han undersøgt pygmy solfisk, andre solfisk og basser. Tættere på havet har han set på en næsestur, der tilbringer det meste af deres tid i flodmundingen (hvor floden møder havet), men vove sig op ad floden for at gyde. Og stadig ned ad bakke har han kigget på hajunger.
South Carolina er en velkendt dukkeplads for flere hajarter, herunder hammerhovedet. Det kvindelige hammerhoved føder hendes unge ved havkanten af flodmundingen; hvalpene forbliver der i et år eller deromkring og vokser inden de flytter ud til havet for at afslutte deres livscyklus.
I processen med at se på hammerhoveder afslørede Quattro, hans studerende William Driggers III og deres kolleger hurtigt en anomali. De skalede hammerhoveder (Sphyrna lewini), som de indsamlede, havde to forskellige genetiske signaturer, både i mitokondrielle og nukleare genomer. Ved at søge i litteraturen fandt de, at Carter Gilbert, den berømte kurator for Florida Museum of Natural History fra 1961 til 1998, havde beskrevet en afvigende, scalloped hammerhead i 1967, der havde 10 færre ryghvirvler end S. lewini. Den var blevet fanget i nærheden af Charleston, og fordi prøven var i National Museum of Natural History, var teamet i stand til at undersøge det morfologisk og antyde, at det udgjorde en kryptisk art - det vil sige en, der fysisk næsten ikke kan skelnes fra de mere almindelige arter.
Efter at have offentliggjort det foreløbige genetiske bevis for de nye kryptiske arter i tidsskriftet Marine Biology i 2006, fulgte Quattro og kollegerne op med at foretage grundige målinger (af 54 kryptiske individer og 24 S. lewini) for fuldt ud at beskrive i Zootaxa den nye art, S gilberti, opkaldt til Gilberts ære. Forskellen i hvirvler, 10 færre i kryptiske arter, er den definerende morfologiske forskel.
Bortset fra opdagelsens tilfredshed har Quattro etableret placeringer og genetiske signaturer for en række tæt beslægtede, men alligevel forskellige arter i South Karolins floder, flodmundinger og kystfarvande. Resultaterne går langt i at fremme bestræbelserne på nøjagtigt at definere taxonomi og evolutionær historie for akvatiske liv.
Hans teams arbejde demonstrerer også sjældenheden ved den nye art. ”Uden for South Carolina har vi kun set fem vævsprøver af den kryptiske art,” sagde Quattro. "Og det er ud af tre eller fire hundrede eksemplarer."
Hajpopulationer er kraftigt faldet i løbet af de sidste par årtier. ”Biomassen fra kammerslagede hammerhoveder ud for kysten af det østlige USA er mindre end 10 procent af, hvad det historisk var,” sagde Quattro. ”Her viser vi, at de skalede hammerhoveder faktisk er to ting. Da den kryptiske art er meget sjældnere end lewini, ved Gud kun, hvad dens befolkningsniveauer er faldet til. ”
Via University of South Carolina