2023 Szerző: Sophia Otis | [email protected]. Utoljára módosítva: 2023-05-21 01:49
A Utah-i Egyetem biológusai tanulmányozták a "bálnatetvek" genetikáját – a kis rákfélék, amelyek paraziták, és veszélyeztették a "jobb bálnákat" -, és kimutatták, hogy az óriásbálnák három fajra szakadtak 5-6 millió évvel ezelőtt, és valószínűleg mindhárom faj ugyanolyan bőséges volt, mielőtt a bálnavadászat csökkentette a számukat.
A Molecular Ecology folyóirat 2005. októberi számában megjelent ötéves tanulmány az első, amelyben a bálnatetvek génjeit használták a bálnák genetikai evolúciójának nyomon követésére. Nem igazi tetvek, hanem apró rákfélék, amelyeket ciamidoknak neveznek. Az ártalmatlan élősködők egész életükben lovagolják a bálnákat, így evolúciójuk a bálnák evolúcióját tükrözi.
"Ezek az eredeti bálnalovasok" - mondja Jon Seger, a Utahi Egyetem biológiaprofesszora és a tanulmány főszerzője."Ez egy olyan eset, amikor a bálnalovasok elmondják, mit csináltak a bálnák."
[A "Bálnalovas" egy 2002-es Oscar-díjra jelölt film egy ősi maori főnök legendájáról, aki bálnák hátán kelt át a tengeren, és egy új-zélandi modern maori lányról, aki az új főnök akart lenni.]
"Bálnakutatók évek óta arról álmodoztak, hogy együtt lovagolhatnak a bálnákkal, és láthatják az általuk tapaszt alt világot" - mondja a tanulmány társszerzője, Vicky Rowntree, a Utahi Egyetem biológiakutató professzora és az Ocean Alliance/Whale vezető tudósa. Conservation Institute in Lincoln, Mass. "A bálnatetvek évezredek óta csinálják, és olyan dolgokat tudnak elmesélni a bálnákról, amelyeket más módon nem tanulhatunk meg."
A bálnatetvek bizonyos génjeinek tanulmányozásával a kutatók kimutatták:
- Egyetlen jobboldali bálnafaj három fajra vált szét – észak-atlanti, észak-csendes-óceáni és déli óceáni jobboldali bálnák – 5-6 millió évvel ezelőtt, amikor a Föld tektonikus lemezeinek mozgása létrehozta a Panama-szorost, elválasztva a Csendes-óceánt és az Atlanti-óceánt.. Ez meleg egyenlítői áramlatokat hozott létre, amelyek megakadályozták, hogy a legtöbb bálna átkelje az egyenlítőt, mert nem tudták elviselni a meleg vizet.
- Egy déli jobboldali bálna 1-2 millió évvel ezelőtt átszelte az Egyenlítőt, és bizonyítékot hagyott az utazásra, amikor a tetvek együtt szaporodtak a Csendes-óceán északi részén élő bálnákkal.
- Az erősen veszélyeztetett észak-atlanti és a csendes-óceáni jobboldali bálnák egykor ugyanolyan nagy számban éltek, mint a déli jobboldali bálnák, ami arra utal, hogy csökkent genetikai sokféleségük az elmúlt évszázadok bálnavadászatának köszönhető, nem pedig valami hosszabb távú, halálosabb oknak. Ez reményt ad az észak-atlanti és a csendes-óceáni fajok végső felépülésére
Seger és Rowntree, akik házastársak, a vizsgálatot Zofia"Ada" Kaliszewskával végezték, aki a Utah Egyetemen végzett, jelenleg pedig a Harvard Egyetem végzős hallgatója; Wendy Smith, a utahi biológia szakos hallgató; és 14 társszerző, akik bálnatetveket vagy bálnagenetikai anyagokat gyűjtöttek partra vetett bálnákból szerte a világon.
Hogyan mesélnek a bálnalovas „tetvek” a bálnákról?
A ciamidokat "bálnatetveknek" nevezték a korai bálnavadászok, akiket gyakran valódi fej- és testtetvekkel fertőztek meg. A bálnafélék a rákokhoz és a garnélarákhoz kötődnek, és a bálnák megemelkedett, kalluszszerű bőrfoltjaihoz – úgynevezett callosities – ragaszkodnak a bőrkeményedések közötti barázdákhoz és gödrökhöz, valamint az emlőmirigyeket és a nemi szerveket fedő réseken lévő bőrhöz. A bőrkeményedéseket fedő fehér bálnatetvek külön jeleket hoznak létre, amelyek kiemelkednek a bálnák sötét bőrén, lehetővé téve a tudósok számára az egyes bálnák megkülönböztetését.
"Az életstílusuk hasonló a tetvekéhez, mivel a gazdaszervezet bőrén élnek, és lekopott bőrt esznek" - mondja Seger. Minden bálnatetű homályosan úgy néz ki, mint egy miniatűr rák, egyötödétől háromig terjed. ötöd hüvelyk hosszú, és öt pár éles, kampós karma van. Körülbelül 7500 bálnatetű él egyetlen bálnán.
A bálnatetvek csak a bálnákat fertőzik meg, ahogy a madártetvek csak a madarakat és az emberi tetvek csak az embereket. A fej- és tetvek legújabb genetikai vizsgálatai az emberi evolúció részleteit tárták fel. A bálnatetvek egész életükben a bálnákon lógnak, így közös ökológiai és evolúciós történelmük van a bálnákkal. A bálnatetvek génjei valójában többet árulnak el a bálnákról, mint a bálnák saját génjei, mivel a paraziták sokkal nagyobb mennyiségben vannak jelen, és gyakrabban szaporodnak, mint a bálnák. Ennek eredményeként a paraziták sokkal nagyobb genetikai sokféleséggel rendelkeznek, és a tudósoknak több mutációt kell követniük.
A Utah-i kutatás az inmitokondriumokban – a sejtek erőműveiben – talált génekre összpontosított, amelyek nagy sebességgel mutálnak, és úgy működnek, mint egy óra, amely felfedi, mikor történtek az evolúciós események. A tudósok úgy kalibrálták az órát, hogy összehasonlították a bálnatetvek génjeit a hozzájuk kapcsolódó csattanó garnélarákokkal.
A utahi biológusok DNS-t vontak ki a bálnatetvekből, meghatározták egy adott mitokondriális gén genetikai összetevőinek sorrendjét, majd családfákat építettek a bálnatetvek közötti összefüggések kimutatására.
Ugyanaz a három bálnatetűfaj – a Cyamus ovalis, a Cyamus gracilis és a Cyamus erraticus – úgy gondolták, hogy megfertőzi a jobboldali bálna három különböző faját. Az új tanulmány azonban feltárta, hogy a bálnákhoz hasonlóan mindegyik bálnatetűfaj is három fajra szakadt, így a Csendes-óceán északi részén, az Atlanti-óceán északi részén és az óceán déli részén található jobboldali bálnák mindegyikét három különböző ciamidfaj fertőzi meg. Ez megháromszorozta – háromról kilencre – a jobb bálnákat megfertőző ciamidfajok számát.
A megfelelő bálna – a kihalásért?
A jobboldali bálnákat – amelyek elérhetik a 60 láb magasságot és a 70 tonnát – azért nevezték el, mert „ők voltak a „megölhető” bálna, az első bálna, amelyet kereskedelmi céllal vadásztak”1000 évvel ezelőtt Spanyolország közelében; a zsírjuk miatt a tetemük gyorsan felépült, mondja Rowntree.
A három jobboldali bálnafaj közül kettőt a kihalás veszélye fenyeget. Egy közelmúltbeli tanulmány becslése szerint csak 350 maradt az Atlanti-óceán északi részén. Rowntree szerint körülbelül 200-an élnek túl a Csendes-óceán északi részén, míg a déli féltekén 8000-10000 bálnapopuláció évente 7 százalékkal növekszik, és felépül a bálnavadászatból.
Amikor az 1700-as években elkezdődött a bálnavadászat a déli féltekén, becslések szerint 40 000–150 000 jobb bálna élt ott, Rowntreesays.
Az észak-atlanti jobboldali bálnák genetikai sokfélesége alacsonyabb, mint a déli óceáni jobboldali bálnák. Az új tanulmány azonban kimutatta, hogy "a bálnatetvek genetikai sokfélesége gyakorlatilag ugyanolyan nagy az észak-atlanti jobboldali bálnánál, mint a déli jobboldali bálnánál, ami arra utal, hogy történelmileg (de a bálnavadászat előtt) az észak-atlanti jobboldali bálnapopuláció mérete hasonló volt a déli féltekén élőhöz. – mondja Seger. "Ez arra utal, hogy az észak-atlanti jobboldali bálnák csökkent genetikai diverzitása a közelmúltban történt, valószínűleg a bálnavadászat miatt, nem azért, mert a bálnapopuláció még a bálnavadászat előtt is kicsi volt."
A bálnatetvek populációi korrelálnak a jobboldali bálnák populációival, így ha az észak-atlanti jobboldali bálnák populációja kicsi volt a bálnavadászat előtt, a bálnatetvek változatossága nem lenne olyan nagy, mint a déli jobboldali bálnáké.
Korlátozott adatok az észak-csendes-óceáni bálnatetvekről arra utalnak, hogy a bálnavadászat kezdete előtt is bőven éltek ott megfelelő bálnák, összhangban a korai bálnavadászati feljegyzésekkel, mondja Rowntree.
A populáció kis mérete káros lehet, mert lehetetlen elkerülni a beltenyésztést és a genetikai betegségek fokozott kockázatát. A tanulmány reményt ad a veszélyeztetett északi féltekei jobboldali bálnák számára, mivel azt sugallja, hogy csökkent genetikai diverzitásuk viszonylag új keletű jelenség, és talán összességében nem olyan súlyos, mint amilyennek látszik az egyes vizsgált génekben, mondja Seger.
Egy bálnafaj három lett az óceánok elválasztásával
Körülbelül 20 millió évvel ezelőtt Észak- és Dél-Amerikát mélytengerek választották el, de 18 millió évvel ezelőtt a tenger alatti vulkanizmus lassan vulkáni szigetláncot kezdett kialakítani.3 millió évvel ezelőtt a lánc szilárd területet, a Panama-szorost alkotott, amely összeköti a két kontinenst. 5 millió vagy 6 millió évvel ezelőtt a két kontinens közötti tenger olyan sekély volt, hogy a bálnák nem tudtak úszni a Csendes-óceán északi része és az Atlanti-óceán északi része között, mondja Rowntree. A keringési minták megváltozása olyan melegáramokat hozott létre, amelyek eltántorították a jobb oldali bálnákat attól, hogy a déli és az északi óceánok között mozogjanak.
"A jobb oldali bálnák olyan vastag bálnákkal rendelkeznek, hogy nem tudják átkelni az egyenlítőn" - mondja Rowntree. "A vizek túl melegek. Nem tudják leadni a hőt."
Seger azt mondja: "A bálnatetvek genetikája meggyőzően azt mutatja, hogy a három jobboldali bálnafajt a Csendes-óceán északi részén, az Atlanti-óceán északi részén és a déli féltekén körülbelül 5-6 millió éve izolálták, lehetséges hibahatárral 3,6 millió és 9,9 millió év között.
Ez összhangban van a jobb bálnák génjeivel kapcsolatos korábbi tanulmányokkal. Egy korlátozott tanulmány azt sugallta, hogy az észak-atlanti jobboldali bálnák (Eubalaenaglacialis) és a déli (Eubalaena australis) jobboldali bálnák 3 millió-12 millió évvel ezelőtt váltak külön fajokká. Egy teljesebb tanulmány szerint az északi csendes-óceáni jobboldali bálnák (Eubalaena japonica) 4,4 millió évvel ezelőtt eltértek a déli jobboldali bálnáktól, adj vagy vegyél 2,5 millió évet.
Az új tanulmány lenyűgöző részletet tárt fel. Körülbelül 1-2 millió évvel ezelőtt legalább egy déli jobboldali bálnának – és nem többnek – sikerült átkelnie az Egyenlítőn, és csatlakozni a Csendes-óceán északi részén fekvő többi jobboldali bálnához. A biológusok azért jutottak erre a következtetésre, mert azt találták, hogy a Csendes-óceán északi részén élő Cyamus ovalis bálnatetvek genetikailag sokkal közelebbi rokonságban állnak a Cyamus ovalis déli részével, mint bármelyik populáció az Atlanti-óceán északi részén élőkkel. Egy másik faj, a Cyamuserraticus nem mutat ilyen mintát; azok a bálnatetvek mindhárom óceánban mind távolabbi rokonságban állnak egymással.
A legegyszerűbb magyarázat az, hogy egyetlen déli jobboldali bálna átkelt az Egyenlítőn, és keveredett a Csendes-óceán északi részén élő jobboldali bálnákkal. A nagyszámú Cyamus ovalis bálnatetvek egy része a déli bálnákról ugrott le, de a ritkábban előforduló Cyamus erraticus, amely főként a nemi szervek területén él, nem.
A meleg víz jelentette akadály ellenére az éghajlat az évek során megváltozott, és "valószínűleg voltak idők, amikor az egyenlítői vizek nem voltak olyan melegek, mint általában, és néhány kalandvágyó fiatal hím átkelt az egyenlítőn" - mondja Rowntree.
