Az állatok viselkedése:Egy evolúciós megközelítés

 

 
A szerzőről..............................
  Fordította: Székely Tamás
  webre tette:Kabai Péter
 
átnézte:(még nincs)

A viselkedés evolúciója és a genetika
 
Most nézzük meg Steven Arnold szép kísérletét a természetben előforduló genetikai változatosság élettani következményeire. Ez a vizsgálat evolúciós értelmet ad a Thamnophis kígyók két populációja közötti genetikai, élettani és viselkedési különbeségeknek /29/. A Thamnophis elegans kígyók Észak-Amerika nyugati részén fordulnak elő, többféle élőhelyen, a ködös, nedves kaliforniai partvidéken, és a szárazabb, magasabb szárazföldi részeken. A két élőhelyen élő kígyók (partvidékiek és szárazföldiek) táplálékösszetétele erőteljesen különbözik. A partvidéki kígyók nedves területeken keresnek táplálékot, ahol a legfontosabb táplálékuk a csiga. Ezen képességükkel kivívták az elismerésemet.

Stevan J. Arnold
Honlap: WWW

Egyszer elkövettem azt a hibát, hogy felvettem egy meztelen banáncsigát és ezután tíz percet kellett a konyhában töltenem, hogy eltávolítsam azt a riasztó hatású ragadós nyákot, amelyet a csiga a kezemen hagyott. A csigák nem élnek Észak-Kalofornia szárazföldi részein, így nem meglepő, hogy a szárazföldi kígyók valami mást esznek, elsősorban halat és békát, amelyet folyókban és patakokban kapnak el.

De vajon a szárazföldi helyekről származó kígyók megeszik-e a csigát, ha van lehetőségük? Ha felnőtt kígyóknak meztelen csigát adunk és nem eszik meg a zsákmányt, ez azt jelenti, hogy tapasztalatuk a hal és a béka fogyasztásban okozza, hogy elutasítják a különös táplálékot. Érdekes kísérlet lenne, ha újszülött kígyóknak, amelyek szárazföldi és parti populációkból származnak, adnánk lehetőséget, hogy meztelen csigát egyenek, mivel ez a teszt kizárná annak lehetőségét, hogy a táplálkozási tapasztalat befolyásolta a táplálék összetételt.

Arnold elvégezte ezt az érdekes kísérletet. Terhes nőstényeket fogott mindkét populációból és laboratóriumba vitte őket. Miután megszültek, mindkét populációban az utódok nyelvöltögetési gyakoriságának összehasonlításával Arnold meghatározta, hogy mindkét populációban a meztelen csiga szagára adott kemoreceptív válaszok különbségének kb. 17 %-a az egyedek közötti genetikai különbségekre vezethetők vissza. Ez az eredmény mutatja, hogy a meztelen csiga szagával kapcsolatos genetikai változatosság szinte nyom nélkül eltűnt mindkét populációból. A legtöbb partvidéki kígyónak olyan allélje, vagy alléljei vannak, amely képessé teszi őket a meztelen csigák megérzésére és megtámadására. A szárazföldi populációk kígyóinak azonban alternatív alléljai alacsony nyelvöltögetést és alacsony támadási valószínűséget jelentettek, amikor meztelen csigával kerültek szembe.

Ha a két populációból a kígyókat keresztezik, ahogy Arnold elvégezte, az utódok csoportjában sokkal nagyobb a változatosság, mint akármelyik szülőpopulációban, habár a kígyók nagy része nem fogadja el a meztelen csigát táplálékul. Ezek az eredmények mutatják, hogy a populációk közti különbségeknek erőteljes genetikai komponense van, és szintén jelzik, hogy az az allél, vagy allélok, amelyek meztelen csiga elutasítást alakítanak ki, dominánsak az alternatív allélokkal szemben, amelyek a meztelen csiga elfogadását segítik elő. A szárazföldi és partvidéki populációk táplálkozási különbségének evolúciójára egy eléggé meggyőzőnek tűnő elméletet javasoltak. Képzeljük el, hogy a partvidéki élőhely eredeti benépesítői között néhány egyed hordozta a csiga elfogyasztás ritka alléljét. Egyes bizonyítékok arra utalnak, hogy Kalifornia partvidékeit a T. elegans később népesítette be, mint az Észak-Amerika nyugati részének szárazföldjeit. Ezek a meztelen csiga fogyasztó egyedek képesek voltak kihasználni az új élőhely gyakori táplálékát. Ha ennek eredményeként a szaporodási sikerük csupán 1%-kal is volt magasabb, mint a meztelen csigát nem fogyasztó társaiké, akkor a partvidéki populáció kevesebb mint 10 ezer év alatt a jelenlegi szintre fejlődhetett, elkülönülve a szárazföldi populációtól.
Könnyű elképzelni, hogy a meztelen csiga elfogadását kódoló allélek előnyt élveztek a partvidéki populációkban. De vajon miért folyhat erős szelekció a szárazföldi populációban ez ellen, amely majdnem eliminálta a szárazföldi allélt. Arnold kimutatta, hogy azok az allélek, amelyek elősegítik a meztelen csiga evését, növelik a piócák elfogadásának esélyét is. Ezek a vérszívó állatok hiányoznak a kaliforniai partvidékekről, de a szárazföldi tavakban nagy tömegben élnek. Így lehetséges, habár nem bizonyított, hogy azok a kígyókat, amelyek próbáltak piócát enni és a meztelen csiga elfogadók bizonyára így tettek, a piócák megtámadták. A piócák ugyanis képesek azután is élni, ha egy kígyó lenyelte őket, és hogyha a kígyó emésztési rendszerének falához rögzítik magukat, akkor elfogyasztójukat komolyan megsebesíthetik. Bár ez ritkán történik meg, ez negatív szelekciós nyomást fejthetett ki a kígyókra, amelyeknek pióca elfogadó alléljei vannak. Mivel ugyanezek az allélek irányítják a meztelen csiga felderítés és támadás kifejlődését is, a csigaevés képessége valószínűleg hátrányosnak bizonyul a szárazföldi populációban.
Így a kígyók táplálkozási viselkedéseinek földrajzi különbségeit részben a közvetlen genetikai háttérrel lehet magyarázni (különböző allélek érvényesülnek a két populációban), a proximális élettani alapokkal (a kemorceptorok, amelyek a meztelen csigák és a piócák bizonyos molekuláinak a felderítését végzik, jobban fejlettek a parti populációban), és az ultimális ökológiai okokkal (a szárazföldi kígyóknak meg kell küzdeni a potenciálisan veszélyes piócákkal, míg a partvidéki kígyók csupán ehető csigákkal találkozhatnak). Ez az esettanulmány szemlélteti, hogy a viselkedés mind genetikai, mind fiziológiai szinten kifejlődhet az ökológiai különbségekre adott válasz következményeként, amely a különböző viselkedésű egyedek fitneszét befolyásolja /29/. A viselkedés-genetika jövőbeni kutatása, amely integrálja a genetikát, fiziológiát és ökológiát, el fog vezetni minket a viselkedés proximális és végső okai közti viszony alaposabb megértéséhez.
 
módositva: 2001.01.09, webmester: Kabai, webhely: http://www.behav.org