I kølvandet på orkanerne Irma og Maria dokumenterer forskere, hvordan katastrofale storme kan være midler til naturlig udvælgelse, hvilket har indflydelse på, hvordan arter udvikler sig.
Holder på i orkankraftvindene. Billede via Colin Donihue.
Af Colin Donihue, Harvard University
Turks- og Caicos-anolen er en lille brun firben, der løber gennem undervæksten på tyrkerne og Caicosøerne. Det er en endemisk art, hvilket betyder, at disse få øer er det eneste sted at finde Anolis scriptus overalt i verden. På trods af at arten er temmelig almindelig der, ved videnskabsmænd relativt lidt om dens opførsel, kost, detaljerede fysiske udseende eller habitatpræference.
Sidste sommer tog mine kolleger fra Harvard University og Paris Natural History Museum og jeg tog, fly, biler og både for at komme til to knap beboede øer kaldet Pine Cay og Water Cay i Turks og Caicos. Der, i modsætning til de fleste besøgende, vendte vi ryggen mod miles af hvide sandstrande og gik mod den lave, tætte, skrubbe undervækst for at udfylde disse videnhuller på denne firbenarter.
Forsker Anne-Claire Fabre jager efter Anolis scriptus firben på Pine Cay. Billede via Colin Donihue,
Efter en uges gang, fangst, måling og videobånd var vi klar til at forlade øen - ligesom orkanen Irma var ved at brygge langt over horisonten mod syd og øst. Skyen var stadig blå, da vi kørte mod lufthavnen, men du kunne mærke en opladning i luften fra aktivitetsrummet, da alle forberedte sig på stormen. Fire dage efter, at vi forlod øerne, passerede det massive kategori 5-øje af orkanen Irma direkte over vores undersøgelsessteder.
Jeg indså, at mit team og jeg så det sidste kig på disse firben, før de blev ramt af stormen, og vi kunne have en unik, serendipitøs mulighed for at genoverveje og se, om der var nogen mønstre, der overlevede.
Hvis forvitring af orkanerne var et tilfælde af overlevelse af de smukkeste, hvilke funktioner ville gøre disse tyrker og Caicos-anoler bedst egnede? Billede via Colin Donihue.
Var nogle mere velegnede til at overleve en orkan?
Der er en håndfuld eksempler på ekstreme klimahændelser som tørke, kolde trylleformularer og hetebølger, der driver evolutionære ændringer i de berørte befolkninger.
Hvad med orkaner? Orkaner er så alvorlige og flygtige, at det syntes os fuldstændigt muligt, at overlevelse bare ville være tilfældig - der kunne ikke være fysiske egenskaber ved en 3 tommer lang firben, der hjalp dem med at forkaste den katastrofale storm.
Men hvad nu hvis overlevelse ikke var tilfældig, og nogle firben var bedre egnet til at hænge på i deres liv? Dette ville betyde, at orkanerne kunne være midler til naturlig udvælgelse. I dette scenarie forudsagde vi, at de overlevende ville være de personer med særlig store klæbepuder på deres fingre og tæer eller ekstra lange arme og ben - begge fysiske træk, der ville gøre det muligt for dem at gribe tæt til en gren og komme igennem stormen.
Den 8. september 2017 ramte orkanen Irma direkte tyrker og Caicos (sort cirkel), vist i vanddamp-satellitkort (fra NOAA, www.goes.noaa.gov). To uger senere, den 22. september, ramte orkanen Maria tyrkerne og Caicos. Kortdata: Google, (c) 2018 DigitalGlobe. Billede via Natur og Donihue et al. (Kun til brug med denne artikel).
Da vi forberedte vores revision, ramte en anden uhyrlig orkan, Maria, tyrkerne og Caicos. Så det var seks uger og to orkaner efter vores første undersøgelse, at vi vendte tilbage til Pine Cay og Water Cay for at genoptage de samme målinger, som vi tidligere havde på de overlevende firben.
Hvad vi fandt overrasket mig. Faktisk havde de overlevende populationer på både Pine Cay og Water Cay i gennemsnit betydeligt større tåpuder, end de oprindelige populationer havde før orkanerne. Vi gik et skridt videre og brugte en brugerdefineret måler til at måle træk på firbenene på en standardiseret glat overflade og bekræftede, at store anvendte dyr havde et stærkere greb end de dyr med mindre applikationer.
Toepadoverflade forudsiger firbenens klæbningsstyrke. Billede via Colin Donihue.
Vi fandt også, at de overlevende firben i gennemsnit havde længere arme i forhold til firbenene, vi havde målt før orkanerne.
Dette mønster blev gentaget på begge øer, hvilket antydede, at disse mønstre ikke var flukes - orkaner kan være midler til naturlig udvælgelse.
I modsætning til vores forventninger fandt vi dog, at firbenens bagben var kortere ved vores andet besøg. Dette var en hovedskraber for os, da vi havde forudsagt, at de ville være længere blandt de overlevende. Så hvorfor var stubbierbenene en fordel på et tidspunkt, hvor firbenene formodentlig klamrede sig til træer med al deres magt for at undgå at blive sprængt af orkanvindene?
Længere ben sprænger mere
Da vi planlagde vores andet besøg, indså vi, at vi havde nogle grundlæggende spørgsmål om, hvad firben gjorde under orkanerne. Naturligvis var der ingen forskere derude i ponchoer efter øglerne under stormene. Vi forestillede os, at de ville prøve at ride ting ud i trægrene. Det var muligt, at de ville gå mod træerødder, men det er ikke nødvendigvis en sikker strategi. Orkaner bringer ofte stormflod og oversvømmer af regn, der ville drukne en firben lige så sikker som vinden ville sprænge dem væk.
Vi besluttede, at vi havde brug for en måde at simulere vindene fra orkankræfter i marken. Så vi købte den stærkeste bladblæser, vi kunne finde, pakket den i vores bagage og - trods nogle meget forvirrede toldagenter - satte den op i vores provisoriske laboratorium på Pine Cay. Derefter videotapede vi omkring 40 firben, da de klamrede sig til en aborre, mens vi langsomt rampede op på bladblæserens vindhastighed, indtil de blev sprængt, uskadd, ind i et sikkerhedsnet.
Forskerne registrerede firbenens adfærd under høje vindforhold takket være en importeret bladblæser. Billede via Colin Donihue.
Det, vi så, var uventet: Øglerne befandt sig på aborre med albuerne gemt tæt på deres kroppe, men deres bagben sprang ud fra hver side af grenen. Da vindhastigheden steg, fangede deres ben, især lårene, vind som et sejl, hvilket til sidst resulterede i, at deres bagkvarter blev sprængt fra abboren. Når halvdelen af deres krop var ope, mistede de snart helt grebet. Dette kan være grunden til, at firben med kortere bagben overlevede orkanerne. Kortere ben betyder mindre overflade for at fange vinden som et sejl, hvilket resulterer i, at alle fire ben forbliver i kontakt med en aborre.
Colin Donihue, postdoktor i organismisk og evolutionær biologi, Harvard University
Denne artikel blev oprindeligt offentliggjort den Samtalen. Læs den originale artikel.
Nederste linje: Forskere undersøgte, hvordan orkaner Irma og Maria påvirkede øgler.