faceți Cunoștință cu Omul-Șopârlă, un iubitor de reptile biolog abordarea unora dintre cele mai mari întrebări în evoluție
În dimineața zilei de 17 octombrie 1996 a început ca de obicei pentru Jonathan Losos., Biologul evoluționist a îmbrăcat o pălărie largă și s-a așezat pe protecție solară, apoi s-a îndreptat cu barca spre mai multe insulițe fără nume de pe insula Great Exuma din Bahamas. Cu trei ani mai devreme, el și ecologistul David Spiller au introdus acolo specii de șopârle locale pentru a afla cum vor concura într-un loc cândva fără Lizard. Perechea a petrecut ziua snaring șopârle, observând locațiile lor exacte, și luând stoc de insecte, păianjeni, și vegetație. Erau îngrijorați de rapoartele unui uragan iminent, dar localnicii păreau încrezători că va schimba direcția și va cruța Insulele, ca de obicei.,
nu de data aceasta, cu toate acestea. A doua zi, Losos și Spiller ajutat lor proprietar de hotel acoperi ferestrele lor de pe malul mării cabana de pe Great Exuma ca Uraganul Lili purtat în jos de pe insula. Pe măsură ce vântul a ridicat și primele furtuni au aruncat ploaia, ei s-au scurs spre un bloc de zgură construind un deal. În acea noapte, vântul a suflat părți ale acoperișului și a tăiat palmieri. Un val de furtună de 4 metri a inundat străzile, iar 2 zile mai târziu și-au găsit barca cu motor închiriată blocată într-un copac.șopârlele au avut-o și mai rău., Când Losos și Spiller în cele din urmă a făcut înapoi la site-urile lor de studiu cele mai expuse, insulele au fost deposedat aproape goale de perie și toate șopârle au dispărut. Dar regresul pentru proiectul lui Losos a fost începutul unui nou capitol în cercetarea sa despre modul în care animalele se adaptează la mediile variate și schimbătoare de pe insulele din și în jurul Caraibelor.
Începând cu Lili, o jumătate de duzină de alte uragane au inundat insulițe și măturat animale mutat acolo de Losos, care se bazează de la Universitatea Washington din St. Louis (wash u), și echipa sa., Dar el și colegii săi au perseverat, colectând date despre modul în care animalele se adaptează la prădători, daune de furtună și alte provocări—naturale și cele născocite de cercetători. O viață pasionat de reptile, Losos este determinată în parte de pasiunea lui pentru un grup de soparle numit anoles, care prospera în America de Sud și Centrală și în Caraibe.de asemenea, le consideră o oportunitate. Aproape jumătate din cele 400 de specii de anole trăiesc pe insule, iar diversele lor stiluri de viață, habitate și istorii s-au dovedit a fi un vehicul pentru explorarea unora dintre cele mai mari întrebări ale evoluției., „Insulele lui Jonathan sunt ca niște eprubete uriașe, iar el este ultimul tinkerer”, spune Martha Muñoz, biolog evolutiv la Universitatea Yale.
Numit Pinocchio anole (Anolis trompă), Sud-American soparla este unul dintre Jonathan Losos favorite și a fost o dată crezut că a dispărut.,cercetarea lui Losos asupra anolilor a arătat că evoluția se poate întâmpla mai repede decât au presupus majoritatea oamenilor de știință și că—contrar a ceea ce au propus unii gânditori de frunte—este adesea previzibilă. Confruntate cu provocări similare, populațiile separate dezvoltă adesea soluții similare. Pe parcurs, Losos a îndrumat zeci de tineri oameni de știință, iar unii își duc acum munca în direcții noi., „Dincolo de numeroasele sale contribuții în domeniu, Jonathan a schimbat și cursul științei pur și simplu fiind cine este”, spune Muñoz, fost student. „El este dovada că succesul este mai bogat și mai plin de satisfacții atunci când este însoțit de bunătate și smerenie.destul de ciudat, emisiunea TV din anii 1950 Leave it to Beaver a început Losos pe această cale. Când castorul de 7 ani a adus acasă un aligator pentru animale de companie, tânărul Losos și-a întrebat părinții dacă și el ar putea obține unul. Mama lui a fost împotriva ei, dar tatăl său a spus că va cere sfatul unui prieten de familie, directorul adjunct al Grădinii Zoologice din St.Louis., Un om de afaceri de succes, senior Losos, de asemenea, iubea animalele, ducându-și familia în natura vacante, aderarea la zoo bord, și chiar finanțarea zoo este achiziționarea de un pui de elefant din Thailanda, pe care el a numit-o pe Carolyn în onoarea soției sale.spre surprinderea tuturor, regizorul a aprobat din toată inima, spunând că a avea un aligator ca animal de companie din copilărie a fost modul în care și-a început începutul în Herpetologie. Așadar, juniorii Losos au achiziționat mai mulți caimani pentru copii, care locuiau într-o piscină pentru copii în subsol iarna și într-o jgheab de cai în curte în restul anului., Doar de câteva ori animalele au scăpat și au terorizat vecinii. Losos a lucrat veri la grădina zoologică până la partway prin colegiu, în cele din urmă donând caimans lui la un zookeeper. „Jonathan a început ca un copil iubitor de natura, la nesfârșit bat la cap personalul de la grădina zoologică locală, prinderea șopârle în vacanțe de familie, și nu a pierdut niciodată că scânteia”, spune Harry Greene, herpetologul emerit la Universitatea Cornell și Losos scoala consilier.,
La 12, Jonathan Losos prins un verde anole, una dintre speciile care va deveni munca lui de o viață.
CURTOAZIE DE JONATHAN LOSOS
Ca un student de la Universitatea Harvard, Losos căzut sub tutela herpetologul Ernest Williams. Uneori menționată ca tatăl anole biologie, Williams a recunoscut că anoles pe diferite insule din Caraibe au evoluat independent., Încă de pe fiecare insula a găsit un set similar de tipuri de corp sau „ecomorphs”—o specialitate pentru a trăi în perie, un alt pentru prindere nuiele, și încă altele pentru viață mare în copaci. Aceste paralele au sugerat că, acolo unde circumstanțele erau similare, evoluția ar converge pe același set de trăsături și ar forma comunități cu seturi similare de specii.
Laboratorul lui Williams a produs deja mai mulți biologi evoluționiști de frunte, iar Losos și-a dat seama că domeniul cercetării anole devenea prea aglomerat. Dar nici o altă specie nu și-a surprins interesul și a fost ușor de studiat., „Am trecut printr-o duzină de proiecte de doctorat eșuate”, își amintește el. La un punct scăzut, el a considerat serios școala de drept, dar tatăl său la convins că lumea are nevoie de herpetologi mai mult decât de avocați.Losos și-a dat seama în cele din urmă că anolii erau perfecți pentru aplicarea de noi instrumente în biologia evolutivă. Cercetătorii au început să construiască arbori genealogici și să urmărească evoluția pe baza variațiilor de proteine între specii. Pentru doctoratul, Losos comparativ cu proteinele din Caraibe anoles și verificat că Williams ecomorphs avut, într-adevăr, a evoluat în mod independent, pentru a forma comunități similare pe diferite insule., Numai această perspectivă—sprijinul pentru o idee numită evoluție convergentă—”a fost o descoperire cu adevărat importantă”, spune Frank Burbrink, herpetolog la Muzeul American de Istorie Naturală.între timp, alți cercetători au solicitat mai multă rigoare în studiile de evoluție, solicitând dovezi că presupusele trăsături adaptive oferă într-adevăr un avantaj unui organism. Deci Losos a început să studieze diferite anole ecomorphs, cu picioarele și toepads de dimensiuni diferite (a se vedea graficul de mai jos). În laborator, le-a alergat pe pistele de curse în miniatură și a evaluat cât de bine s-au agățat de suprafețe netede, verticale., El a descoperit că șopârlele care trăiau lângă Pământ, aproape de prădători, aveau picioare mai lungi care le făceau repede, în timp ce cei care trăiau mai sus în perie și copaci aveau vârfuri mai mari pentru a se lipi de frunze și scoarță netedă. Combinând aceste date cu studiile sale de arbore genealogic, el a obținut un sens mai clar al istoriei evolutive a șopârlelor. El „a fost într-adevăr unul dintre primii oameni pentru a muta câmpul în evoluție prin integrarea ecologiei și morfologiei și a obține imaginea de ansamblu,” Burbrink spune.,
Evoluția ștampila pe insula-locuință șopârle
Pe insulele din jurul Caraibe, 173 de specii de anole șopârle se confrunta cu o serie de medii diferite, prădători, și concurenții, împreună cu periodice furtuni. Rezultatul este un laborator de evoluție, unde oamenii de știință au reușit să urmărească viteza și cursul adaptării.,
Inspirat de experimente în care cercetătorii au monitorizat schimbări evolutive în guppies în Trinidad după mutarea lor la diferite fluxuri, Losos început să mă întreb dacă astfel de studii ar putea fi făcut în Caraibe anoles., Și și-a dat seama că Thomas Schoener, unul dintre protejații lui Williams, a pus deja bazele. În anii 1980, Thomas și Amy Schoener (au fost o dată căsătorit) a introdus locale șopârle mici lizardless insule în Bahamas pentru a investiga modul în care diferite vegetație afectate de reptile’ capacitatea de a prospera.un deceniu mai târziu, Losos a făcut echipă cu Thomas Schoener, pe atunci un ecologist renumit la Universitatea din California (UC), Davis, pentru a revizita aceste site-uri., În concordanță cu Williams și Losos lui concluziile de mai devreme, șopârle care trăiesc în arbuști, vegetație a avut picioare scurte și mai mare toepads decât strămoșii lor, care au trăit în înalt, lat în copaci. Aceste adaptări le-au permis să se agațe de crenguțe mici în timp ce urmăreau insecte să mănânce, iar schimbările au durat doar câteva generații. „Evoluția se poate întâmpla foarte repede atunci când selecția naturală este foarte puternică”, spune Losos.
ideea este acum bine acceptată, dar la acea vreme a mers împotriva credinței înrădăcinate că evoluția a fost un proces lent., „Acesta este unul dintre puținele lucruri pe care Darwin le-a greșit”, spune Losos. El a decis să facă anoles munca vieții sale.în curând a trebuit să țină cont de uragane. Losos și Spiller, acum retras de la UC Davis, au ales insulele de pe Great Exuma pentru a studia efectele concurenței. Pe unii, au introdus două specii locale, anolele verzi și maro, iar pe altele, doar o singură specie. În primii 3 ani, au observat că pe insule cu ambele tipuri, șopârlele maro conduceau anoles verzi mai sus în tufișuri, unde se luptau., Atunci Lili a lovit, distrugând experimentul înainte de a putea vedea dacă anolii verzi vor dispărea.
„ar fi fost atât de ușor, sunt sigur, să împachetez totul și să renunț”, spune Luke Harmon, unul dintre foștii studenți ai lui Losos și acum biolog evolutiv la Universitatea din Idaho. În schimb, Losos și Spiller au folosit dezastrul în avantajul lor. Ei au documentat impactul mare, dar și neuniform al lui Lili. Insulele de la sud-vest de Marea Exuma au simțit greul valului furtunii și au fost lipsite de șopârle și vegetație. Viața de acolo ar trebui s-o ia de la capăt., Pe insulele din nord, vântul și ploaia au rupt crengi și au rupt frunze, dar au rămas câteva șopârle, au raportat în primul dintre mai multe lucrări despre uragane.
lucrarea a provocat o presupunere larg răspândită că evenimentele extreme, cum ar fi uraganele, nu conduc evoluția, deoarece sunt rare și au efecte aleatorii, imprevizibile asupra plantelor și animalelor. Grupul Losos a descoperit în schimb că furtunile pot fi agenți ai selecției naturale.,
Jonathan Losos (dreapta-față), cu Universitatea Harvard herpetologie clasa în Costa Rica, a făcut un nume ca un mentor, precum și un cercetător.,
CURTOAZIE DE JONATHAN LOSOS
De exemplu, în 2017 Losos e postdoc Colin Donihue; funcționale morphologist Anthony Herrel, acum cu francezii naționale agenția de cercetare CNRS, la Muzeul Național de Istorie Naturală; și colegii vizitat două cays în insulele Turks și Caicos pentru a măsura proporțiile corpului de anoles care trăiesc acolo. La patru zile după ce au plecat, două uragane aproape din spate au lovit zona cu vânturi de peste 200 de kilometri pe oră., Când echipa s-a întors câteva săptămâni mai târziu și a reevaluat șopârlele, au descoperit că supraviețuitorii aveau tendința de a avea vârfuri mai mari, membrele anterioare mai lungi și membrele posterioare mai scurte.în laborator, cercetătorii au testat modul în care aceste trăsături afectează capacitatea șopârlelor de a se menține pe o bibană. Într-un vânt puternic, anoles atârnă cu membrele anterioare, dar își pierd aderența cu picioarele posterioare. Pornind o suflantă de aer, cercetătorii au descoperit că cei cu picioarele posterioare mai lungi (și mai multă suprafață pentru ca vântul să prindă) și-au aruncat mai ușor stinghiile pe o suprafață căptușită., În schimb, animalele cu membrele posterioare mai scurte și toepads mai mari atârnate. Uraganele au fost aparent selectate pentru aceste trăsături, a raportat echipa în 2018. În anul următor, au descoperit că puii de supraviețuitori, de asemenea, a avut mare toepads, sugerând o adaptare a fost genetice și nu doar o reacție a ține strâns.
echipa a măsurat de atunci dimensiunea toepad la 188 de specii de șopârle din Caraibe. Cele mai multe uragane pe care le-a experimentat o insulă, cu atât sunt mai mari vârfurile șopârlelor care trăiesc acolo, au raportat pe 27 Aprilie în Proceedings of the National Academy of Sciences., Uraganele par să fi avut un efect evolutiv pe termen lung.
Losos a fost profesor la WashU timp de 13 ani, când Harvard a venit să-l cheme în 2005, încercând să-l recruteze la departamentul său de biologie evolutivă. Un St. Louis nativ și un Hardcore St. Louis Cardinals baseball fan, el a ezitat. El a făcut chiar și un an sabatic la Harvard înainte de a accepta în cele din urmă, în mare parte, deoarece poziția a inclus un curator la Muzeul Harvard de Zoologie comparativă. „Acesta a fost singurul lucru pe care St Louis nu l-a avut”, își amintește el.,acolo, el a continuat să se bazeze pe o reputație de a fi un mentor bun, entuziast. „L-am văzut oferindu-le elevilor de liceu aceeași atenție și respect pe care le oferă celor mai apropiați colegi”, spune Melissa Kemp, fost postdoc acum la Universitatea din Texas, Austin. „Se pare că se concentrează întotdeauna pe munca sa, dar are și un sentiment capricios de distracție în același timp”, spune Michele Johnson, fost student și biolog evolutiv la Universitatea Trinity., Losos sport, un ceas cu un anole-a fotografiat ca fața sa și nu este mai presus de cursuri de studenți în timp ce îmbrăcat ca un ornitorinc—unul din animalele preferate din copilărie.
Aceste trăsături și o credință fermă că „nu există nici o-size-fits-toate în ceea ce privește modul de a interacționa cu și mentor studenții” au ajutat Losos lansa cariere de 59 de studenți doctoranzi și postdoctoranzi. Acestea includ cel puțin opt savanți Negri, Latino și nativi americani, într-un domeniu lipsit de diversitate. (Deși 3% dintre biologii americani sunt afro-americani sau negri, de exemplu, doar 0.,3% dintre biologii evolutivi sunt.)
Ambika Kamath, acum un cercetator postdoctoral la UC Berkeley, spune Losos a susținut-o complet atunci când studiile contestat lung a avut loc ideea că de sex masculin șopârle dețin teritorii la corral de colegii lor. Ea a susținut în schimb că femelele se mișcă și joacă un rol în alegerea partenerului. „Mi-ar fi fost mult mai greu să fac această muncă Fără emoția lui”, își amintește ea. Losos a lucrat din greu cu ea pentru a obține hârtia doar dreptul și a fost dornic să fie un co-autor., „În caz contrar, ar fi fost doar lucrarea acestei tinere femei maro care ar fi putut fi ușor respinsă ca o feministă furioasă.Kamath și alți studenți îl laudă pe Losos pentru că i-a împins intelectual, fără a le submina încrederea. Harmon glumește că Losos nu ar respinge niciodată o idee de la studenții săi, indiferent cât de ciudat. În schimb, el ar întrerupe doar și spune ” interesant.””În cele din urmă mi-am dat seama că poate ar trebui să gândesc lucrurile puțin mai mult, dacă Jonathan credea că sunt” interesante””, spune Harmon.,Losos și echipa sa continuă să-și testeze ideile despre ecologie și evoluție pe insulele Caraibe. Într—un proiect recent, Robert Pringle, acum la Universitatea Princeton, și Losos au testat un principiu cheie în ecologie-că introducerea unui prădător de top tinde să crească biodiversitatea. Cercetătorii au adăugat o șopârlă prădătoare la sol pe insule cu anoli maro și verde. Pentru a scăpa de această nouă amenințare, maro anoles a început să stea mai mare în frunze, deplasarea verde anoles care, în mod normal, a trăit acolo și a le conduce spre dispariție., Contrar înțelepciunii convenționale, prădătorul părea să împingă Insulele spre o biodiversitate mai mică, au raportat la 5 iunie în Nature.
În cadre video de la un laborator de simulare a unui uragan, vânt primul dislocă o șopârlă picioarele din spate, apoi bate-le spre exterior, până când animalul își pierde complet.,
Colin Donihue
un Alt studiu recent, condus de unul dintre Losos fostul postdoctoranzi, a examinat impactul unei invazive anole specii pe Dominica. Până acum 20 de ani, insula era casa unei singure specii de anole. Apoi, un transport de Cherestea a introdus oa doua specie care se răspândește treptat. Pentru a studia modul în care interacționează speciile native și invadatoare, ecologul comportamental Claire Dufour, acum la Universitatea din Montpellier, a folosit șopârle robotizate ca stand-in-uri pentru invadator., Roboții au făcut flotări și au extins o clapă de piele falsă sub bărbie, imitând afișările agresive ale șopârlelor reale. Ca răspuns, șopârlele native familiarizate cu invadatorii au postulat mai agresiv, sugerând că invadatorii îi obligă pe localnici să cheltuiască mai multă energie pentru a-și apăra teritoriul, grupul a raportat pe 27 Martie în Journal of Animal Ecology. „Cea mai mare concluzie a noastră este că speciile concurează și au consecințe negative una asupra celeilalte”, spune Losos.
chiar dacă grupul său continuă să scoată lucrări, Losos evaluează ceea ce a învățat până acum., În cartea sa Improbabil Destine: Soartă, Șansă, și Viitorul Evoluției, publicat în 2017, a provocat un important susținute de una dintre cele domeniu mari gânditori, Stephen Jay Gould de la Harvard paleontolog care a susținut că șansa joacă un rol important în determinarea naturii desigur că evoluția nu ar lua același drum de două ori. Anoles oferi dovezi contrare, Losos a scris: În habitate similare, au evoluat în mod repetat organism similar forme, dimensiuni, și comportamentul. Cartea a fost scrisă pentru publicul larg, dar a făcut o impresie chiar și asupra colegilor săi., „Studiez evoluția de peste 30 de ani, iar această carte m-a făcut să regândesc câteva lucruri pe care credeam că le știu despre biologie și evoluție”, spune Christopher Austin, biolog evolutiv și curator de Herpetologie la Muzeul de științe Naturale al Universității de Stat din Louisiana.Losos a părăsit Harvard în 2018, ademenit de un nou loc de muncă la WashU și de perspectiva revenirii în orașul său natal, pisicile sale și soția sa, care are o carieră imobiliară de succes și nu l-au urmat în Massachusetts., El conduce acum Living Earth Collaborative, o inițiativă de cercetare a biodiversității care unește experți de la Grădina Botanică din Missouri, Grădina Zoologică din St.Louis și WashU. Lucrează la o carte despre evoluția în pisica casei, o altă specie preferată.și el este încă dodging uragane. Losos și colegii au încercat să evalueze impactul evolutiv pe termen lung al șopârlelor prădătoare pe care le-au introdus în unele insule din Bahamas. „Nu stiu daca vom ajunge vreodata acolo”, spune el. La fiecare câțiva ani un uragan vine prin și suflă șopârle în evoluție departe.