Πρόωρη εκκόλαψη για αποφυγή θηρευτή!

Πρόωρη εκκόλαψη για αποφυγή θηρευτή!

Ενας γυρίνος (δεξιά πλευρά) βγήκε πρόωρα από το αυγό του για να αποφύγει την επίθεση από το φίδι

Τα περισσότερα ζώα ξεκινούν τη ζωή τους ως έμβρυα μέσα σε αυγά, ωστόσο πολύ λίγα είναι γνωστά για τη ζωή των εμβρύων. Πώς επηρεάζει το περιβάλλον τη συμπεριφορά κατά την πιο ευάλωτη φάση της ζωής; Είναι δυνατόν τα έμβρυα να αντιδράσουν ενεργητικά σε αλλαγές που συμβαίνουν στο περιβάλλον τους; Μπορούν να κάνουν κάτι πριν βγουν από το αυγό; Η Κάρεν Γουαρκεντίν, του πανεπιστημίου της Βοστόνης, διερεύνησε το ζήτημα, μελετώντας τα αυγά των κοκκινόφθαλμων βατράχων των δέντρων, θεωρώντας το είδος ως ιδανικό για μια τέτοια μελέτη. Και δεν είχε άδικο...
Τα έμβρυα των κοκκινόφθαλμων βατράχων των δέντρων μετασχηματίζονται από σάκους διαιρούμενων κυττάρων σε πλήρως ανεπτυγμένους γυρίνους μέσα σε μόλις 7 μέρες. Αλλά δεν είναι καθόλου εύκολη αυτή η βδομάδα για τα έμβρυα. Τα αυγά των βατράχων τοποθετούνται από τα εγκυμονούντα θηλυκά πάνω στα φύλλα δέντρων που κρέμονται πάνω από λιμνούλες και βάλτους σε χώρες της Κεντρικής Αμερικής, όπου ευδοκιμεί το είδος. Συχνά τα αυγά πέφτουν θύματα πεινασμένων θηρευτών, αφυδάτωσης ή πνιγμού. Ομως, όπως έμαθε η Γουαρκεντίν, τα αυγά δεν είναι εντελώς ανυπεράσπιστα: Μπορούν να εκκολαφθούν πρόωρα (ακόμη και στο μέσο της εβδομάδας επώασης), ώστε να αποφύγουν αυτούς τους κινδύνους. Φυσικά, αυτό δεν προσφέρει εξασφάλιση. Νέοι κίνδυνοι ελλοχεύουν μέσα στο νερό που βρίσκεται από κάτω.

Εξοδος κατά «βούληση»

Πώς τα έμβρυα «αποφασίζουν» να κάνουν πρόωρη έξοδο; Η Γουαρκεντίν υποψιάστηκε ότι το μυστικό βρίσκεται στην ανίχνευση των κραδασμών και γι' αυτό έφτιαξε μια εργαστηριακή κατασκευή που μιμείται τις δονήσεις που προκαλεί στα φύλλα ένα φίδι που θεωρεί τα αυγά των κοκκινόφθαλμων βατράχων των δέντρων ως ιδιαίτερη λιχουδιά. Η ερευνήτρια παρατήρησε τα μάτια των εμβρύων καθώς πραγματοποιούσε το πείραμα και διαπίστωσε ότι πράγματι αντιλαμβάνονται το αναποδογύρισμα του κόσμου τους, που συχνά συμβαίνει όταν το φίδι τα πλησιάζει.

Κοντινή φωτογραφία αυγών του κοκκινομάτη βατράχου των δέντρων κατά την τρίτη μέρα επώασης

Την αντίδραση απότομης πρόωρης εκκόλαψης η Γουαρκεντίν την είχε παρατηρήσει για πρώτη φορά στη ζούγκλα, όταν περνώντας μέσα από μια περιοχή με πυκνή τροπική βλάστηση γέμισε ξαφνικά γυρίνους που πετάχτηκαν από τα προσκολλημένα σε υπερκείμενα φύλλα δέντρων αυγά τους. Την εποχή εκείνη οι περισσότεροι βιολόγοι θεωρούσαν τη στιγμή της εκκόλαψης χρονοπρογραμματισμένη από το γενετικό κώδικα του κάθε είδους. Μήπως όμως ορισμένα είδη μπορούν να αντιδράσουν με πρόωρη εκκόλαψη για να αποφύγουν τον κίνδυνο; Αν το άγγιγμα ενός φύλλου από έναν άνθρωπο που περνάει μέσα από τη ζούγκλα κάνει τα αυγά των κοκκινόφθαλμων βατράχων να εκκολαφθούν, πώς θα αντιδρούσαν σε ένα φίδι που τρώει αυγά;

Γενικότερο φαινόμενο

Στα τροπικά δάση, οι βάτραχοι των δέντρων πρέπει να αποφύγουν πολλούς θηρευτές μέχρι να ενηλικιωθούν. Μελετώντας τους στο φυσικό τους χώρο στην Κόστα Ρίκα, η Γουαρκεντίν ανακάλυψε ότι κάθε έμβρυο του είδους έχει 50% πιθανότητες να δεχτεί επίσκεψη από φίδι ή σφίγγα την εβδομάδα που αναπτύσσεται μέσα στο αυγό. Ηταν απίθανο η βιολογική εξέλιξη να τα είχε αφήσει εντελώς ανυπεράσπιστα μπροστά σε τόσο κοινές απειλές. Διαπίστωσε ότι αυγά 5 ημερών εκκολάπτονταν απότομα όταν δέχονταν επίθεση από φίδια Leptodeira annulata, που τα μάτια τους μοιάζουν με της γάτας. Σε άλλα πειράματα στον Παναμά διαπίστωσε ότι ακόμη και έμβρυα 4 ημερών εμφάνιζαν δυνατότητα πρόωρης εκκόλαψης.

Αρσενικός κοκκινομάτης βάτραχος των δέντρων. Το είδος ζει στην περιοχή από την Κολομβία έως το Μεξικό

Η δουλειά της Γουαρκεντίν έγινε αφορμή να ανοίξει ένα ολόκληρο πεδίο μελέτης της διαφοροποίησης των βιολογικών ειδών ως προς το χρόνο εκκόλαψης. Αλλοι επιστήμονες απέδειξαν ότι το φαινόμενο είναι αρκετά διαδεδομένο στο ζωικό βασίλειο. Μεταξύ των αμφιβίων, τουλάχιστον 38 είδη μπορούν να ελέγξουν το χρόνο εκκόλαψης. Θηρευτές, παθογόνα, έλλειψη οξυγόνου, ακόμα και έλλειψη φροντίδας από τους γονείς, μπορούν να κάνουν το νεοσσό να βγει γρηγορότερα από το αυγό. Φυσικά, τα πρόωρα έχουν μεγαλύτερο ποσοστό θνησιμότητας από τα ζώα που βγαίνουν από το αυγό έχοντας συμπληρώσει το συνηθισμένο για το είδος τους χρόνο επώασης. Τα έμβρυα δεν μπορούν να υπολογίσουν τους κινδύνους και να αποφασίσουν τι θα επιλέξουν να κάνουν. Αντιδρούν αυτόματα σε περιβαλλοντικούς παράγοντες, όπως είναι οι δονήσεις, στην περίπτωση των κοκκινόφθαλμων βατράχων των δέντρων.

Αντανακλαστικά στις δονήσεις

Πώς, όμως, διακρίνουν τις δονήσεις που σηματοδοτούν κίνδυνο από εκείνες που προκαλούνται π.χ. από τις σταγόνες της βροχής, που χτυπάνε καθημερινά τα φύλλα στα τροπικά δάση; Για να το ανακαλύψουν οι επιστήμονες επικόλλησαν επιταχυνσιόμετρα πάνω σε αρμαθιές αυγών και κατέγραψαν τις επιταχύνσεις που προκαλούνται από τις σταγόνες της βροχής, αλλά και από τις επιθέσεις των φιδιών. Αναπαρήγαγαν τα μοτίβα των δονήσεων στο εργαστήριο και διαπίστωσαν ότι τα έμβρυα διέκριναν τις μεν από τις δε, με βάση το αν ήταν σταθερά επαναλαμβανόμενες ή όχι. Οι σταγόνες πέφτουν σχετικά σταθερά για ορισμένη ώρα, ενώ τα φίδια πρέπει να σταματήσουν να κινούνται (και να κουνάνε τα φύλλα), για να καταπιούν τα πρώτα αυγά.
Τώρα έπρεπε να απαντηθεί ένα νέο ερώτημα: Με ποιο τρόπο ανιχνεύουν τις δονήσεις τα έμβρυα των βατράχων; Οπως διαπίστωσε η Γουαρκεντίν, υπάρχει απόλυτη ταύτιση του χρόνου εμφάνισης του αιθουσαιο-οπτικού αντανακλαστικού, με το χρόνο έναρξης της αντίδρασης στις δονήσεις. Η εμφάνιση του αντανακλαστικού αυτού σηματοδοτεί την ολοκλήρωση του νευρικού κυκλώματος των οργάνων ανίχνευσης της κίνησης που υπάρχουν στα αυτιά, με την κίνηση των ματιών, έτσι ώστε ακόμη κι όταν αλλάζει θέση το σώμα το βλέμμα να παραμένει καρφωμένο στο ίδιο σημείο. Στην τέταρτη μέρα επώασης εμφανίζεται το αντανακλαστικό στα έμβρυα των κοκκινόφθαλμων βατράχων, στην τέταρτη μέρα αρχίζουν να ανιχνεύουν τις δονήσεις και να αντιδρούν σ' αυτές.

Επιμέλεια:
Σταύρος ΞΕΝΙΚΟΥΔΑΚΗΣ
Πηγή: «Discover»