https://frosthead.com

Defensive spines on Tenrecs kan komme til en pris for hjernestørrelse

For mindst 29 millioner år siden flydede et lille, skroglignende pattedyr over Mozambique-kanalen på en haug af vegetation eller måske en hul bjælke og landede på øen Madagaskar. Hvorvidt denne skænke var en gravid kvinde eller en lille befolkning af voksne forbliver et mysterium. Alt, hvad vi ved, er, at denne usandsynlige sejlads eller sejlads vil overleve, reproducere og omdanne til partitur af forskellige arter, hver tilpasset til livet i et andet levested på øen.

I dag kalder vi disse skabninger tenrecs, og forskere genkender 37 levende arter af de små formforskyvere.

Nogle, ligesom den mindre langhale tenrec, har udviklet forhensile haler, der giver dem mulighed for at klamre sig fast til buske og trægrene. Andre, som den web-footed tenrec, sportstilpasninger til akvatiske liv og jager krebsdyr og insektlarver under vand. Tenrecs har endda erobret undergrunden, såsom den muldyrlignende ris-tenrec, udstyret med kraftige gravekløer og små perleformede øjne, jo bedre er at holde jorden ude.

Den mest kendte gren af ​​tenrec-slægtstræet hører måske til fem arter, der ligner pindsvin. Hver har specialiserede hår, der over tid er blevet omdannet til anti-rovdyrsøjler.

Disse defensive tiltag kan være kommet til en pris. En undersøgelse, der for nylig blev offentliggjort i Journal of Mammalogy, fandt bevis for, at disse ekstreme, ujævn tilpasninger kan have udviklet sig sammen med et fald i hjernekræft.

Der er mere end en måde at lave en ujævn tenrec på. Mens to af arterne - Echinops telfairi og Setifer setosus - kortere, tykke og stive rygsøjler, der mest ligner en pindsvin, har andre længere, bøjelige dæksblandinger blandet med hårdt pels.

Ted Stankowich, en evolutionær adfærdsøkolog ved Californiens statsuniversitet, Long Beach, har tjent til livets ophold ved at undersøge måder, hvorpå våben og advarsler udvikles hos pattedyr. Stinkowich og hans laboratorium vil gerne vide, hvordan og hvorfor sådanne forsvar dannes, og hvad der sker med andre dele af et dyrs krop, når de gør det, fra skunkstriber og duftkirtler til muntjac-fliser og armadillo-rustning.

Lesser Hedgehog Tenrec Den mindre pindsvin tenrec ( Echinops telfairi ) har en ryg dækket af skarpe pigge. (Tollkühn / ullstein bild via Getty Images)

Toogtredive arter af tenrec, der trods alt har undgået fjedre. Så hvad var det med livet for millioner af år siden, der coaxede disse fem andre arter for at få deres evolutionære hackler op? Og hvilken pris skulle dyrene betale for deres naturlige forsvar?

”Tanken er, at dette er dyre ting at bygge, ” siger Stankowich. ”Det kræver en masse energi at konstruere og bære rundt i en stor rustning, og derfor skal du betale for det på en eller anden måde.”

Hjernevæv er også meget dyre, ud fra et energisynspunkt, siger Stankowich. I 2017 opdagede hans laboratorium, at blandt 647 pattedyrarter, dyrene, der udviklede en slags specialiseret forsvar, det være sig rustning, pigge eller kemiske våben, også havde en tendens til at miste hjernemasse. Og mens størrelsen på en artshjerne bestemmes af mange faktorer, antyder sammenhængen mellem at udvikle defensive våben og faldende hjernestørrelse, at de to hænger sammen.

De fleste af pattedyrene derude med rustning, fjedre og lignende er ret større end tenrecs, som har en gennemsnitlig vægt på under to pund blandt de største arter. For at finde ud af, om tendensen med faldende hjernestørrelse fortsætter i små tier, brugte Stankowich og en tidligere studerende, Colin Stensrud, undersøgelsesskind fra museer samt naturhistoriske data fra International Union for Conservation of Nature.

Forskerne fandt ud af, at når tenrecs udviklede sig større kropsstørrelser og flyttede ind i mere åbne levesteder, var det mere sandsynligt, at de udviklede rygsøjler. Dyrene er måske begyndt at vove sig ud i åbne marker og skove for at feste på insektenes dusør på sådanne steder, men ved at gøre det udsatte sig for fare. Rovdyr, såsom fugle, slanger og fossaer - en kattelignende mongosefætre, der er hjemmehørende i Madagaskar - alle byttedyr på tenrecs.

Den mere intense predation kan have valgt for tenrecs, der var hårdere at klynge op, måske fordi mutationer gav dem hårdere hud eller stivere pels. Og hvis denne proces fortsatte langsomt i millioner af år, kunne sidstnævnte evt. Udvikle sig med halse og rygge fulde af skarpe pigge.

Men den tungere rustning kom ikke billig. Ikke kun faldt den relative hjernemasse for de tenrec-arter, der udviklede rygsøjler, men forskerne fandt også en sammenhæng mellem niveauet af spindel og mængden af ​​tilbagegang. Arterne med mere robuste pigge havde mistet mere hjernemasse i forhold til deres kropsstørrelse end de med mindre tilsyneladende billigere rygsøjler.

Så betyder det, at Roger Alan Wade talte om udviklingsbiologi, da han sang, "Hvis du bliver stum, skal du være hård"?

Ifølge Stankowich er det ikke nødvendigvis, at spiny tenrecs er dum. Mere sandsynligt er de kun så smarte, som de skal være. ”Du behøver ikke være opmærksom på rovdyr hverken i luften eller på jorden, fordi du ved, at dine forsvar er effektive mod dem, ” siger han.

Mere sårbare byttearter er nødt til at investere biologiske ressourcer i gode ører, sniffere, øjne og andre sensoriske arrays, der kan registrere rovdyr, før de selv opdages. Men spiny tenrecs kan være i stand til at snuble på sådanne investeringer, fordi de kan rulle til en urchin-lignende bold eller svinge deres spidske hoveder rundt, hvis et rovdyr kommer og kalder.

Der er dog stadig nogle ubesvarede spørgsmål. Link Olson, en evolutionær biolog og kurator for pattedyr ved University of Alaska Museum, siger, at vi ikke rigtig ved, hvordan Madagaskar så ud, da tenrec først ankom, så det er vanskeligt at sige, at den evolutionære udvikling af rygsøjler er relateret til åbne områder bare fordi nogle arter favoriserer åbne levesteder nu.

”Jeg tror, ​​vi bare konstant skal være opmærksomme på usikkerheden, og hvordan den usikkerhed vokser længere tilbage i tiden vi går, ” siger Olson, der har brugt et kvart århundrede med at studere tenrecs.

Det er også vanskeligt at klassificere nogle af disse arter som beboer enten lukkede eller åbne levesteder. To af de spinyartede arter, der er identificeret i åbne levesteder, kendt som den stribede tenrecs, kan også findes i skove, siger Olson. Og en anden, Tenrec ecaudatus, mister meget af sin spindel, når den bliver ældre og større, hvilket synes at være i modstrid med tendensen hos andre arter.

”Når det er sagt, er der altid undtagelser fra enhver generel regel, vi ser i naturen, ” siger Olson.

I sidste ende vil det altid være umuligt at vide nøjagtigt, hvordan en art blev til. Men med al deres vidunderlige mangfoldighed proppet på en levende rig ø, giver tenrecs et bemærkelsesværdigt klart vindue ind i fortiden.

Defensive spines on Tenrecs kan komme til en pris for hjernestørrelse