Mistrzowska adaptacja żółwii do zmieniających się warunków środowiskowych
Rosnąca wraz postępem globalnego ocieplenia temperatura piasku na plażach wpływa na żółwie, a dokładnie na jaja żółwi, zaburzając proporcje między płciami i pogarszając ich rozwój fizyczny, ale nie wydaje się wpływać negatywnie na zdolności poznawcze – informuje pismo „Endangered Species Research”.
Wzrost temperatury i wpływ na żółwie
.Jak wykazały wcześniejsze badania, wraz ze wzrostem temperatury piasku, w którym rozwijają się jaja żółwi morskich, wykluwa się więcej samic, maleje przeżywalność młodych, żółwie rosną wolniej i częściej pojawiają się fizyczne deformacje. Ale czy upał wpływa również na zdolności poznawcze? Jak dobrze młode żółwie potrafią się uczyć, adaptować i reagować na szybko zmieniający się świat?
Na te pytania próbowali znaleźć odpowiedź naukowcy z Florida Atlantic University, przeprowadzając badania na młodych żółwiach karetta (Caretta caretta). Chociaż zdolności poznawcze zwierząt były szeroko badane u ptaków i ssaków, w przypadku gadów wiele pozostaje jeszcze do odkrycia.
Za pomocą labiryntu w kształcie litery Y i zadania z rozróżnianiem bodźców wzrokowych, naukowcy trenowali młode żółwie inkubowane w dwóch temperaturach sprzyjających rozrodowi samic (30 st. C i 33 st. C), a następnie testowali ich zdolność do „odwrócenia treningu”, gdy zmieniały się zasady zadania.
Żółwie jaja zebrano latem 2019 i 2020 roku na plażach lęgowych w hrabstwie Palm Beach. W początkowej fazie szkolenia, około cztery tygodnie po wykluciu, żółwie były uczone kojarzenia nagrody w postaci pożywienia ze specyficznym monochromatycznym wzorem, takim jak paski lub wzór tarczy strzelniczej, umieszczonym na końcach labiryntu. W fazie odwrócenia wzór prowadzący do nagrody został zmieniony, co wymagało od żółwi porzucenia pierwotnego skojarzenia i nauczenia się, że będą musiały udać się do innego celu.
To zadanie pozwalało mierzyć elastyczność behawioralną – zdolność adaptacji do nowych informacji, która może być niezbędna do przetrwania w dynamicznych środowiskach, takich jak ocean.
Badanie nie wykazało istotnych różnic w zdolności uczenia się między grupami temperaturowymi. W obu latach młode osobniki z obu grup temperaturowych były w stanie pomyślnie ukończyć zadania związane z uczeniem się i odwróceniem treningu. W 2020 roku osiągnęły nawet znacznie lepsze wyniki w fazie odwrócenia, ucząc się szybciej niż podczas początkowego szkolenia.
„Młode żółwie po wykluciu nie tylko potrafiły tłumić wcześniej wyuczone zachowania, aby tworzyć nowe, korzystniejsze skojarzenia, ale robiły to z niezwykłą szybkością – często wymagając mniej prób niż w początkowej fazie nauki – powiedziała dr Sarah L. Milton, starsza autorka, kierownik i profesor na Wydziale Nauk Biologicznych FAU. – Ten zaskakujący poziom elastyczności behawioralnej sugeruje, że te młode żółwie mogą być lepiej przygotowane do nawigacji i adaptacji do szybko zmieniających się wyzwań środowiskowych, niż wcześniej sądziliśmy. Taka zdolność adaptacji może okazać się kluczowa dla ich przetrwania w coraz bardziej nieprzewidywalnym świecie”.
Jednak wyniki badań ujawniły również, że wyższe temperatury inkubacji negatywnie wpływały na kilka kluczowych cech fizycznych. Młode żółwie z gniazd o temperaturze 33 stopni Celsjusza miały krótszy okres inkubacji, mniejszy sukces wylęgowy, wolniejszy wzrost po wykluciu i częstsze anomalie tarczek tworzących ich skorupy. Były również mniejsze – co mogło negatywnie wpływać na ich zdolność pływania i unikania drapieżników.
„Obawy pozostają bardzo realne – powiedziała Ivana J. Lezcano, autorka korespondencyjna i doktorantka na Wydziale Nauk Biologicznych FAU. – Wiadomo, że podwyższone temperatury inkubacji prowadzą do mniejszych, mniej odpornych fizycznie osobników i powodują znaczny spadek ogólnego sukcesu wylęgowego. Łącznie może to stanowić poważne zagrożenie dla przetrwania populacji. Jednak nasze odkrycie, że zdolności poznawcze i uczenie się mogą pozostać w dużej mierze niezmienione, przynajmniej w krótkim okresie, pod wpływem tych wyższych temperatur, daje nadzieję. Sugeruje to, że pomimo innych wyzwań rozwojowych i fizycznych, żółwie mogą zachować elastyczność umysłową niezbędną do adaptacji do zmieniającego się środowiska. Ta odporność daje nam jeden z pierwszych wglądów w to, jak temperatura inkubacji może wpływać na cechy behawioralne, choć dalsze badania są niezbędne do pełnego zrozumienia długoterminowych implikacji”.
Zagrożenie dla rozwoju mózgu i funkcji poznawczych
.Naukowcy podkreślają, że choć wyniki te są zachęcające, w badaniu analizowano jedynie temperatury do 33 st. C, a na plażach lęgowych w południowej Florydzie odnotowano już temperatury piasku przekraczające 34 st. C do prawie 35 st. C – poziomy, o których wiadomo, że poważnie wpływają na sukces wylęgu i stan młodych. Bardziej ekstremalne temperatury mogą nadal stanowić zagrożenie dla rozwoju mózgu i funkcji poznawczych, które nie było widoczne w testowanym zakresie.
Co więcej, chociaż gniazdo w terenie jest zazwyczaj uznawane za „udane”, jeśli większość młodych się z niego wykluje, badanie sugeruje, że modele przetrwania mogą wymagać uwzględnienia nie tylko wskaźników wyklucia, ale także jakości młodych – zarówno fizycznej, jak i behawioralnej.
„Młode objęte naszym badaniem były w stanie szybko dostosować się do nowych informacji pomimo stresorów rozwojowych – powiedział Milton. – Ta adaptacyjność behawioralna to nie tylko mechanizm przetrwania – to kluczowa przewaga ewolucyjna, która może umożliwić im radzenie sobie ze złożonymi wyzwaniami związanymi ze zmianami w ich siedliskach. Działania na rzecz ochrony przyrody muszą priorytetowo traktować nie tylko zachowanie populacji młodych, ale także warunki środowiskowe, które wspierają ich ciągły rozwój poznawczy i odporność”.
Czego możemy nauczyć się od zwierząt?
.Na temat zachowań altruistycznych i ratowniczych u poszczególnych gatunków zwierząt na łamach “Wszystko Co Najważniejsze” pisze prof. Ewa J. GODZIŃSKA w tekście “Czego możemy nauczyć się od zwierząt?“.
“Ważną podkategorią ryzykownych zachowań altruistycznych są tak zwane zachowania ratunkowe, czyli przychodzenie z pomocą konkretnym osobnikom, które znalazły się w niebezpieczeństwie. W r. 2002 polscy badacze Wojciech Czechowski, Ewa J. Godzińska i Marek Kozłowski zainicjowali współczesne badania takich zachowań, opisując, jak robotnice trzech gatunków mrówek ratują towarzyszki atakowane przez drapieżne larwy mrówkolwa. Szerokie spektrum zachowań ratunkowych zostało też opisane u wielu innych gatunków mrówek i u licznych kręgowców, takich jak różne gryzonie i naczelne, słonie, mangusty, psy, dziki, walenie i niektóre ptaki. W badaniach tych obserwowano i analizowano nie tylko przychodzenie z pomocą osobnikom zaatakowanym przez drapieżnika, lecz również pomoc w uwalnianiu się z różnych naturalnych i sztucznych pułapek”.
“Ofiarność i gotowość do angażowania się w ryzykowne akcje na rzecz innych osobników nie jest naiwnością, lecz ważnym przystosowaniem. Jest tak dlatego, że dla każdego osobnika ważniejsze od indywidualnego przeżycia jest tzw. dostosowanie łączne, czyli łączna zdolność do przekazania swoich genów kolejnym pokoleniom, niezależnie od tego, czy są one ulokowane w jego własnym ciele, czy też w ciałach innych osobników. Jedną z najważniejszych form altruizmu jest więc nepotyzm, czyli działania przynoszące korzyść krewnym altruisty. Drugim ważnym czynnikiem decydującym o opłacalności zachowań altruistycznych jest gotowość ich beneficjentów do odwzajemniania uzyskanych przysług”.
”Ofiarność i rycerskość podobają się płci przeciwnej. Zwierzęta mogą jednak zachowywać się w sposób altruistyczny także z innych powodów. Ryzykowne zachowania altruistyczne stanowią bowiem sygnał wysokiej jakości osobnika i w związku z tym mogą przynosić mu korzyści poprzez podnoszenie jego atrakcyjności dla płci przeciwnej. Zjawisko to zostało dobrze udokumentowane między innymi przez długoletnie badania zachowań dżunglotymali arabskich. Ptaki te uprawiają lęgi zespołowe, w których osobniki podporządkowane nie mają bezpośredniego dostępu do rozrodu, lecz pełnią funkcję pomocników pomagających w wychowywaniu potomstwa osobników dominujących”.
”Dżunglotymale odstraszają wrogów naturalnych, w szczególności jadowite węże, stosując wobec nich tak zwane nękanie, czyli celowe przybliżanie się do intruza i konfrontację z nim. Nękanie węży to niesłychanie ryzykowne zadanie. Jednak tylko te ptaki, które nie stronią od udziału w takich odważnych akcjach, mogą zdobyć tak zwany prestiż społeczny, bez którego nie są w stanie uzyskać dostępu do rozrodu. W związku z tym nawet osobniki dominujące, które uzyskały już dostęp do rozrodu, konkurują aktywnie z osobnikami podporządkowanymi o możliwość pełnienia niebezpiecznej funkcji strażnika. Uwaga: różnica pomiędzy walką o dominację i poszukiwaniem prestiżu społecznego polega na tym, że w pierwszym przypadku osobnik rywalizuje z członkami tej samej grupy społecznej, a w drugim walczy z zewnętrznymi wrogami swojej grupy, by w ten sposób obwieścić swoją wysoką jakość i stać się atrakcyjnym kandydatem na partnera do rozrodu” – pisze prof. Ewa J. GODZIŃSKA – cały tekst [LINK].
PAP/ Paweł Sernicki/ LW
