2017. augusztus volt, néhány nappal azelőtt, hogy egy katasztrófás hurrikán elsöpörte a török és a caicosi karibi szigetek szigetcsoportját, és egyes lakosok sajnos felkészületlenek voltak. Míg a szigetlakók elfoglaltak házak felszerelésével vagy elrepültek az országból, sok endémiás szigeti gyíknak hiányzott az evolúciós kakasok, hogy foglalkozzanak az elkövetkező pusztítással.
Colin Donihue, a Nemzeti Tudományos Alapítvány posztdoktori doktor tagja, a Harvard Egyetemen, és kollégái éppen befejezték egy tanulmányt, amelyben filmeztek, rögzítettek és mértek a török és a caicosi anolokat annak érdekében, hogy megvizsgálják, vajon az invazív fekete patkányok tervezett felszámolása a szigeteknek bármilyen hatása lenne a gyíkok viselkedésére és testére.
Mindegyik a terv szerint ment, négy nappal azután, hogy Donihue távozott. Az Irma hurrikán sújtotta a törökoket és a Caicos-t, mielőtt északnyugatra indult volna, hogy megcsapjon a floridai szárazföldre, majd pusztító nyomvonalát két héttel később a Maria hurrikán követte, amely pusztítást okozna Puerto Rico és Dominika területén.
A kutatót azonnal aggasztotta a patkányok felszámolására irányuló projekt más aspektusain dolgozó kollégák. A kezdeti fenyegetések elhalása után azonban gondolatai a tudomány felé fordultak - a gyíkfelmérés, amelyet már nappal korábban segített lefolytatni, ritka alkalmat nyújtott arra, hogy nemcsak azt határozza meg, hogy a viharok milyen hatással voltak a gyíkpopulációra, hanem hogy mi jellemzi a legjobban felszerelt gyíkokat, hogy túléljék a vihar.
"Rájöttünk, hogy egyedülálló helyzetben vagyunk, miután utoljára szemmel néztük ezeket a gyíkokat" - mondja. Hat héttel Donihue távozása után visszatért a szigetre, megismételve a gyík méréseit.
A Pine Cay és a Water Cay elhelyezkedése az Irma és Maria hurrikánok vonatkozásában. 2017. szeptember 8-án az Irma hurrikán közvetlenül sújtotta Törökországot és Caicos-t (fekete kör). Két héttel később, szeptember 22-én a Nyugat-Indiában a szigetcsoportot ismét megsemmisítették, ezúttal a Maria hurrikán. (Donihue et al. Térképadatok: Google, © 2018 DigitalGlobe) Kollégáival azt találta, hogy sok gyík nem ment túl a viharból, és azok, akik valószínűleg ezt tettek a testarányuk legfontosabb különbségeinek köszönhetően.
Míg más kutatások a hurrikánoknak az állatokra, például a madarakra, a békákra és a főemlősökre gyakorolt hatásait vizsgálták, ezek elsősorban az utóhatásokkal foglalkoznak, mivel a kutatóknak nehéz megjósolni a jövőbeli viharok útját. Donihue szerint ez az új tanulmány, amelyet ma a Nature folyóiratban jelentettek meg , egy első látvány a népesség előtti és utáni fizikai tulajdonságairól.
„Amit dokumentáltunk, a hurrikán következtében a természetes szelekció erőteljes esete” - mondja Donihue.
Mindkét kiránduláson keresztül elvégezték a kutatást két török és Caicos-szigeten - Pine Cay és Water Cay - átjáró transzektek útján. Ezekkel a nyomvonalakon gyíkokat fognak, a végükön csúszócsomókkal ellátott hosszú oszlopokkal. Az első utazás során körülbelül 70 gyíkot vitték vissza a laboratóriumba, és megmérték a test különböző részeit.
Az Anolis gyíkok speciális fejpánttal rendelkeznek, amelyek lehetővé teszik, hogy tapadjanak a sima felületekhez. A kutatók makrófotókat készítettek a fedőlapokról, és megmérték a felületüket. Megállapították, hogy a hurrikán után a túlélő gyíkok lábujjainak száma jelentősen nagyobb volt, mint korábban. (Colin Donihue) A visszatérő úton Donihue szerint jelentős pusztítások tanúi voltak mind az emberi szerkezetekre, mind a fákra és a vadonra, amikor a háztetõket elrobbanták, a fákat felborultak és a növényzetet levágták. A kutatók szignifikánsan keményebben dolgoztak ahhoz, hogy elegendő gyíkot szerezzenek az anolok relatív hiánya miatt, ám végül több mint 90-nél végződtek.
Átlagosan azt találták, hogy a túlélők kisebbek voltak, és eltérő fizikai tulajdonságokkal rendelkeztek.
Az első lábak lábujjainak körülbelül 9 százaléka volt nagyobb, míg a hátsó lábujjainak körülbelül 6 százaléka nagyobb. Donihue szerint a nagyobb talpbetétek kritikusak lennének, mivel a gekkószerű függelékek lehetővé teszik számukra az ágak vagy levelek jobb tapadását a hurrikánszél ellen.
A tudósok azt találták, hogy a túlélők első lábai átlagosan körülbelül 2 százalékkal hosszabbak voltak, ám meglepődtek, hogy a hátsó lábak körülbelül 6 százalékkal rövidebbek voltak.
Hogy felfedezzék miért, újabb kísérletet tettek az elfogott anolokkal, hogy megtekintsék túlélési stratégiájukat. Hagytak laza hurrikán szintű szeleket egy levélfúvóval az anolok elfogására a faágakra hasonló fa sügérre. A gyíkokat először a sügér maguk és a szél közé helyezték, majd testükre korszerűsítették testüket, hogy a lehető legkevesebb expozíciót érjék el a mesterséges gén. A karjukat a testükhöz közel húzták, és lehajtották a fejüket, de a kutatók észrevették, hogy hátsó lábaikat szemmel láthatóan kitéve a szél teljes ereje.
"Ahogy a szélsebesség egyre nagyobbra növekedett, ezek a hátsó lábak egyre több szeleket fognak fel, vitorlaként viselkedve, amíg végül a hátsó végtagokat ki nem fújják a sügérről" - mondja Donihue.
(Ebben a kísérletben egyetlen gyíkot sem sértették meg, és mindegyiket engedték az eredeti elfogási pontjukig.)
Az anolok egy ideig az első végtagjaikkal lógtak, mielőtt lerobbantanák őket egy párnázott falba mögött. „Nem gyíkokat sérültek meg, mindenkit visszatértek a fogási pontjukba” - hangsúlyozza Donihue, de hozzáteszi, hogy a tényleges hurrikán alatt a nagyobb hátsó lábakkal ellátott gyíkokat valószínűleg a tengerbe fújták volna.
Azt mondja, hogy lehetséges, hogy néhány ilyen jellegű gyíkot fújtak a fenyő- és a víz-barlangokba a vihar idején, de ez nem valószínű. "Ez a természetes szelekció a cselekvés során" - mondja.
Állóképek, amelyek megmutatják a gyík viselkedését szimulált erős szélviszonyok között (Colin Donihue) Martha Muñoz, a Virginia Politechnikai Intézet és az Állami Egyetem biológusprofesszora, amely gyíkokat és szalamandereket tanulmányoz, azt mondja, hogy a tanulmány izgalmas és „igazán hűvös”, mivel példát mutat a valós időben bekövetkező evolúcióra - amit a tudományos közösség nem gondolt lehetséges gerinces állatokkal, amíg egy 2006-ban közzétett tanulmány kimutatta, hogy az aszály hogyan befolyásolhatja a természetes válogatást Darwin pintyjei között.
"Úgy gondolom, hogy ez gazdagítja annak megértését, hogy az organizmusok hogyan reagálnak, és a kortárs szelektív nyomás befolyásolja őket" - mondja Muñoz, aki nem vett részt a Donihue-tanulmányban.
Donihue szerint további kutatásokat kell végezni annak megállapítása érdekében, hogy ez a természetes szelekció kiterjed-e a török és a Caicos-i anolok következő generációjára, ám Muñoz nem lepődne meg, ha javul a tapadási képesség az előrehaladó gyíkokban.
"Az evolúció megdöbbent bennünket azzal, hogy milyen gyors lehet" - mondja. "Csak egy generációra van szüksége ahhoz, hogy megfigyelje az evolúciót, még a gerinces állatokban is."
Donihue úgy véli, hogy lehetséges, hogy az anolok visszanyerik nagyobb hátsó lábaikat, mivel a mindennapi életben ez a tulajdonság segíti őket, hogy elkerüljék a ragadozók elkerülését vagy a zsákmányt.
"Ebben a folyamatos visszacsatolásban vannak a környezetükben" - mondja és hozzáteszi, hogy az egyes körülményekhez alkalmazkodók valószínűleg nem képesek túlélni másokat.
David Spiller, a Davis-i Kaliforniai Egyetem projekttudósa, aki részt vett egy olyan kutatásban, amelyben a 2011-es Irene hurrikán és a Sandy 2012-ben befolyásolta a kubai barna anolok ( anolis sagrei ) népességszintjét a Bahama-szigetek kis szigetein, aggódik hogy az éghajlatváltozás negatívan befolyásolhatja ezt a visszajelzést, ha a hurrikánok gyakoribbá válnak és egyre inkább pusztító jellegűek lesznek, ahogyan az előre jelezte.
"Ha a zavarok még gyakrabban fordulnak elő, a fajok nem lesznek olyan adaptáltak a környezethez" - mondja Spiller, aki nem vett részt a Donihue-tanulmányban. "Ez megakadályozza őket az egyensúlytól."
Muñoz egyetért: "Mi lenne, ha azok a tulajdonságok, amelyek lehetővé teszik a túlzott túlélést, ellentmondásban vannak azokkal a tulajdonságokkal, amelyeket más okokból általában kiválasztanak?"
