https://frosthead.com

Spin Defensif pada Tenrecs Boleh Datang pada Kos untuk Saiz Otak

Sekurang-kurangnya 29 juta tahun yang lalu, mamalia seperti kecil seperti kipas melayang di Selat Mozambik di atas bukit tumbuhan, atau mungkin log kosong, dan mendarat di pulau Madagascar. Sama ada pemusnahan ini adalah wanita hamil atau penduduk dewasa yang kecil masih menjadi misteri. Apa yang kita tahu ialah pelayar atau pengembara yang tidak mungkin ini akan bertahan, menghasilkan semula dan berubah menjadi beberapa spesies yang berlainan, masing-masing disesuaikan dengan kehidupan di habitat yang berlainan di pulau itu.

Hari ini, kita memanggil makhluk-makhluk ini tenrecs, dan ahli-ahli sains mengiktiraf 37 spesies hidup dari pergeseran bentuk kecil.

Sesetengah, seperti tenrec ekor panjang, telah berkembang ekor prehensile yang membolehkan mereka berpaut kepada pokok renek dan cawangan pokok. Lain-lain, seperti tenrec kaki web, adaptasi sukan untuk kehidupan akuatik dan memburu krustasea dan larva serangga di bawah air. Tenrecs juga telah menakluk bawah tanah, seperti tenrecs beras nasi, dilengkapi dengan kuku menggali kuat dan mata kecil, lebih baik untuk menjaga tanah.

Mungkin cabang keluarga tenrec yang paling terkenal adalah lima spesies yang menyerupai hedgehogs. Setiap mempunyai rambut yang khusus yang telah, dari masa ke masa, berubah menjadi duri anti pemangsa.

Langkah-langkah pertahanan ini mungkin datang dengan kos. Satu kajian yang diterbitkan baru-baru ini dalam Journal of Mammalogy mendapati bukti bahawa penyesuaian yang melampau dan lincah ini mungkin telah dibangunkan bersama dengan pengurangan kuasa otak.

Terdapat lebih daripada satu cara untuk membuat tenrec yang spiky. Walaupun dua spesies - Echinops telfairi dan Setifer setosus -pendangkan pendek, tebal dan tegas duri paling seperti yang landak, yang lain mempunyai lebih lama, quill bendable bercampur dengan bulu bristly.

Ted Stankowich, ahli ekologi tingkah laku evolusi di California State University, Long Beach, telah membuat penyelidikan tentang cara-cara senjata dan amaran berevolusi dalam mamalia. Dari jalur skunk dan kelenjar bau untuk tudung muntjac dan perisai armadillo, Stankowich dan makmalnya ingin mengetahui bagaimana dan mengapa pertahanan itu membentuk dan apa yang berlaku kepada bahagian lain tubuh haiwan apabila mereka melakukannya.

Kurang Hedgehog Tenrec Tenep hedgehog yang lebih rendah ( Echinops telfairi ) mempunyai belakang yang diliputi paku tajam. (Tollkühn / ullstein bild via Getty Images)

Tiga puluh dua spesies tenrec yang telah dibuat lakukan tanpa quills, selepas semua. Jadi, bagaimana pula dengan kehidupan berjuta-juta tahun yang lalu yang memupuk lima spesies lain untuk mendapatkan keruntuhan evolusi mereka? Dan harganya apa yang harus dibayar haiwan untuk pertahanan semula jadi mereka?

"Pemikiran adalah bahawa ini adalah perkara yang mahal untuk dibina, " kata Stankowich. "Ia memerlukan banyak tenaga untuk membina dan mengendalikan perisai besar, dan jadi anda perlu membayar untuk itu dalam beberapa cara."

Tisu otak juga sangat mahal, dari segi tenaga, kata Stankowich. Pada tahun 2017 makmalnya mendapati bahawa di antara 647 spesies mamalia, haiwan-haiwan yang berkembang beberapa jenis pertahanan khusus, sama ada perisai, pancang atau senjata kimia, cenderung untuk mengalami kehilangan massa otak juga. Dan sementara saiz otak spesies 'ditentukan oleh banyak faktor, korelasi antara mengembangkan senjata pertahanan dan penurunan ukuran otak menunjukkan kedua-duanya berkaitan.

Kebanyakan mamalia di sana dengan perisai, quills dan sejenisnya agak lebih besar daripada tenrecs, yang mempunyai berat rata-rata kurang daripada dua paun di kalangan spesies terbesar. Untuk mengetahui sama ada trend menurunkan saiz otak berterusan dalam sepuluh kecil, Stankowich dan seorang bekas pelajar, Colin Stensrud, menggunakan kulit kajian dari muzium, serta data sejarah semula jadi dari Kesatuan Antarabangsa untuk Pemuliharaan Alam.

Para saintis mendapati bahawa sebagai tenrecs berkembang saiz badan yang lebih besar dan bergerak ke habitat yang lebih terbuka, mereka lebih cenderung untuk berkembang duri. Haiwan-haiwan ini mungkin telah mula menceburkan diri ke ladang terbuka dan hutan untuk memakan kesejukan serangga di tempat-tempat seperti itu, tetapi dengan berbuat demikian meletakkan risiko. Pemangsa, seperti burung, ular dan fossa-sepupu kucing seperti kucing asal Madagaskar-semua mangsa pada sepuluh bulan.

Pemangsa yang lebih sengit mungkin telah dipilih untuk tenrecs yang lebih sukar untuk dimakan, mungkin kerana mutasi memberi mereka kulit yang lebih keras atau bulu yang lebih kencang. Dan jika proses itu terus perlahan selama berjuta-juta tahun, akhirnya tenefs dapat berkembang dengan leher dan belakang penuh pancang tajam.

Tetapi perisai yang lebih berat tidak murah. Bukan sahaja penurunan massa otak relatif untuk spesis tenrec yang dibangunkan duri, tetapi penyelidik juga mendapati korelasi antara tahap spiny-ness dan jumlah penurunan. Spesies dengan pancang yang lebih kuat telah kehilangan lebih banyak massa otak berbanding dengan saiz badan mereka berbanding dengan spina yang lebih kecil, yang kelihatan kurang mahal.

Jadi, ini bermakna Roger Alan Wade bercakap tentang biologi perkembangan apabila dia menyanyikan, "Jika anda akan menjadi bisu, anda mesti sukar"?

Menurut Stankowich, tidak semestinya sperma tenusu adalah bodoh. Lebih mungkin, mereka hanya pintar kerana mereka perlu. "Anda tidak perlu membayar perhatian kepada pemangsa sama ada di udara atau di atas tanah kerana anda tahu bahawa pertahanan anda berkesan terhadap mereka, " katanya.

Spesies mangsa yang lebih terdedah perlu melaburkan sumber biologi dalam telinga yang baik, sniffers, mata dan pelbagai deria deria yang dapat mengesan pemangsa sebelum mereka sendiri dikesan. Tetapi tenrec spiny mungkin dapat mengawal pelaburan sedemikian kerana mereka boleh melancarkan bola seperti urchin atau mengayun kepala kepala mereka jika ada yang memanggil.

Walau bagaimanapun, beberapa soalan yang tidak dijawab kekal. Pautan Olson, ahli biologi evolusi dan kurator mamalia di Muzium Universiti Alaska, mengatakan kita tidak tahu apa yang Madagascar kelihatan seperti ketika pertama kali tiba, jadi sukar untuk mengatakan bahawa perkembangan evolusi duri berkaitan dengan kawasan terbuka hanya kerana sesetengah spesies memihak kepada habitat terbuka sekarang.

"Saya rasa kita perlu sentiasa menyedari ketidakpastian dan bagaimana ketidakpastian itu tumbuh lebih jauh dalam masa yang akan datang, " kata Olson, yang telah menghabiskan seperempat abad untuk mempelajari tenrecs.

Ia juga sukar untuk mengklasifikasikan beberapa spesies ini sebagai habitat yang tertutup atau terbuka. Dua spesis spin yang dikenal pasti di habitat terbuka, yang dikenali sebagai tenrecs, juga boleh didapati di hutan, kata Olson. Dan yang lain, Tenrec ecaudatus, kehilangan banyak spiny-ness ketika ia semakin tua dan lebih besar, yang nampaknya bertentangan dengan tren pada spesies lain.

"Bahawa dikatakan, selalu ada pengecualian terhadap peraturan umum yang kita lihat dalam alam semulajadi, " kata Olson.

Akhirnya, tidak mustahil untuk mengetahui dengan tepat bagaimana spesies menjadi. Tetapi dengan semua kepelbagaian yang mengagumkan mereka menjadi satu pulau yang kaya dengan habitat, tenrecs memberikan tingkap yang sangat jelas ke masa lalu.

Spin Defensif pada Tenrecs Boleh Datang pada Kos untuk Saiz Otak