Некоторые ящерицы в восточной части США приспособились к агрессивным огненным муравьям, которые могут кусать, жалить и убивать ящериц, изменяя географические тенденции в поведенческих и физических чертах, используемых для предотвращения хищников. Новое исследование, описывающее это изменение, появляется в Интернете 29 ноября 2018 года в журнале Global Change Biology и показывает, что новые экологические проблемы могут перекрывать исторические влияния, которые первоначально определяли географические тенденции в признаках.

Фото: Pennsylvania State University

«Быстрые изменения в окружающей среде, будь то изменение климата или интродукция инвазивных видов, оказывают большое давление на местные виды», — сказал Кристофер Тоули, аспирант в штате Пенсильвания во время исследования и первый автор статьи. «Обычно, когда исследователи смотрят на то, как местные виды могут реагировать на подобные угрозы, они могут измерить одну характеристику животного на одном или нескольких участках. В этом исследовании мы рассмотрели три отдельные характеристики восточных ящериц-заборов из тринадцати участков, охватывающих тысячу миль, и обнаружили, что эти ящерицы способны согласованно адаптироваться к угрозе инвазивных огненных муравьев и в относительно короткие сроки . »

Некоторые поведенческие и физические характеристики в пределах вида постепенно изменяются в географическом пространстве, например, животные на одном конце диапазона могут иметь относительно короткие конечности, которые при перемещении через диапазон становятся длиннее. Эти географические «клины» могут быть связаны с изменениями температуры, осадков или другими факторами окружающей среды, которые также изменяются по всему географическому диапазону, часто с широтой.

«Мы обнаружили, что ящерицы ограды следуют предсказанным широтным линиям в поведении против хищников, когда огненные муравьи еще не вторглись — от Нью-Джерси до северного Теннесси», — сказала Трейси Лангкилде, профессор и глава биологии в штате Пенсильвания и старший автор статьи. , «Они чаще используют камуфляж в более низких широтах при отсутствии огненных муравьев».

Чтобы избежать обнаружения хищниками, ящерицы в более низких широтах обычно сидят неподвижно и используют свою крапчатую окраску, чтобы сливаться с окружающей средой. Это эффективная стратегия против большинства их естественных хищников, таких как птицы, которые охотятся визуально.

«Но там, где присутствуют огненные муравьи, от центрального Теннесси на юг до прибрежной Алабамы, эта схема меняется на противоположную», — сказал Лангкилде. «Сидеть спокойно и сливаться с окружающей средой очень неэффективно против огненных муравьев, которые быстро роятся и ужаливают ящериц, парализуя и убивая их. Вместо этого, когда вы двигаетесь на юг к точке первого вторжения огненных муравьев, где эти захватчики существуют дольше всего, эти ящерицы с большей вероятностью будут реагировать, как и большинство людей, когда на них нападают огненные муравьи; они дергают свои тела и используют свои задние ноги, чтобы удалить огненных муравьев и / или сбежать от атакующих огненных муравьев. Эта стратегия помогает им пережить эти столкновения с огненными муравьями ».

Заборные ящерицы в восточной части Соединенных Штатов приспособились к инвазивным огненным муравьям, обращая вспять географические тенденции в поведенческих и физических особенностях, используемых для предотвращения хищников. Фото: Penn State

Исследователи также наблюдали аналогичное изменение в закономерностях длины задних конечностей. В музейных экземплярах ящериц, собранных до вторжения огненных муравьев, и современных ящериц в местах, где нет огненных муравьев, показана схема, в которой ящерицы в самых южных местах имеют самые короткие задние конечности. Но в настоящее время участки с огненными муравьями, ящерицы на самых южных участках имеют самые длинные задние конечности, что свидетельствует о значительном отклонении от исторических закономерностей. Паттерны физиологии стресса также меняются с присутствием огненных муравьев, при этом ящерицы в самых южных местах с огненными муравьями производят больше гормонального кортикостерона, связанного со стрессом, когда им угрожают.

«Документально подтвержденные изменения длины конечностей и физиологии стресса на самом деле помогают ящерицам справляться с огненными муравьями», — сказал Тоули. «Более длинные конечности обеспечивают более высокую скорость спринта и более эффективное удаление огненных муравьев, а также повышенный уровень кортикостерона, который заставляет животных выполнять такие действия, как дергание и бегство. Таким образом, мы наблюдаем очень сложные изменения в этих животных в очень широком географическом диапазоне. Это говорит о том, что экологические изменения, такие как инвазивные виды, могут оттолкнуть виды от их традиционной траектории по ряду признаков ».

Хотя эти изменения могут принести пользу ящерицам в краткосрочной перспективе, позволив им пережить нападение от огненных муравьев, стоимость этих изменений, которые, кажется, идут вразрез с историческими адаптациями, неизвестна.

«Эти клины существуют по какой-то причине, поэтому полное изменение этих паттернов вызывает много вопросов», — сказал Тоули. «Например, некоторые из моих предыдущих исследований показывают, что подергивание и бегство чаще могут сделать ящериц более уязвимыми для зрительных хищников».

Изменения, наблюдаемые в этом исследовании, также заметны, потому что они произошли всего за 80 лет — около 40 поколений ящериц — или, может быть, даже меньше.

«Мы обычно думаем, что эволюция происходит в течение сотен, тысяч или даже миллионов лет, поэтому интересно наблюдать, как ящерицы-заборчики могут адаптироваться к такой угрозе, как огненные муравьи, таким сложным способом за короткий промежуток времени», — сказал Лангкилде. «Еще многое предстоит узнать о более широких механизмах и последствиях адаптации к огненным муравьям и других экологических проблем. Понимание того, как некоторые виды могут адаптироваться так быстро, и затраты на это, помогут нам прогнозировать и управлять нашей изменяющейся средой ».

По материалам phys.org