iPon Cikkek

G-dúrban zúgják a fákon

Dátum | 2013. 05. 29.
Szerző | Jools
Csoport | EGYÉB

A következő hetekben John Cooley nem fog autóstársainak kedvencei közé tartozni: a Connecticuti Egyetem evolúciós biológusa ugyanis letekert ablakokkal járja az Egyesült Államok keleti partvidékének útjait, hogy párszáz méterenként megállva hallgatózzon egy sort, így igyekezve feltérképezni a fáraó kabócák aktuális elhelyezkedését. Az időszaki vagy fáraó kabócák (Magicicada septendecim) az elmúlt 17 évet a föld alatt fejlődve töltötték, hogy aztán ezekben a hetekben milliárd számra bukkanjanak elő párt keresve maguknak, mielőtt néhány héten belül elpusztulnának. Ezekben a hetekben a kabócákhoz hasonlóan a kabócakutatók is előbújnak laborjaikból, hogy kihasználják a ritkának számító lehetőséget szakterületük tárgyának tanulmányozására. „Ilyenkor az idő jelenti a legnagyobb ellenséget, mind a kabócák, mind a kutatók számára” – mondja Cooley. „Ha elszalasztjuk a lehetőséget, ha üres foltok maradnak a térképünkön, újabb 17 évig várhatunk a hézagok kitöltésére.” A leghosszabb életciklusú ismert rovarnem, a Magicicada fajai évszázadok óta zavarba ejtik a tudósokat. Az első ide vonatkozó feljegyzés 1665-ből való: a világ első tudományos folyóirata, a Philosophical Transactions of the Royal Society első számában New Englandben felbukkanó furcsa rovarrajokról számoltak be, amelyek számos problémát okoztak a térségben. Charles Darwin is behatóan foglalkozott az időszaki kabócák kérdésével, és a rovarszakértők a mai napig nem értik, hogyan és miért fejlődhetett ki egy ilyen sajátos életciklusú faj. Honnan tudják például az állatok, hogy mikor telt le a 17 év? És hogyan hangolják össze ilyen pontossággal inváziójukat? „Számos jelentős ökológiai rejtéllyel állunk szemben” – mondja Walt Koenig, a Cornell Egyetem viselkedésökológusa.

Az időszaki kabócák igazi rovartani kuriózumnak számítanak. A világszerte elterjedt, több ezer ismert kabócafaj közül hét tartozik a Magicicada nembe, amelyek mindegyike az Egyesült Államok keleti és középső vidékein él egymással hihetetlen szinkronban működő populációkban. Elterjedésük déli területén három fajilag kevert csoport él, amelyek 13 évente jönnek a felszínre. Az északi régiókban található tizenkét csoport 17 évente teszi ugyanezt. Az idei invázióért az egyik legnagyobbnak számító II. csoport a felelős, amely a keleti part nagyvárosokkal tarkított sávjában él. 1996-os legutóbbi felbukkanásuk óta a kabócák ezen csoportjának egyedei öt lárvafázison estek át, a fák gyökereinek nedvein élve. A 17 év leteltével és a melegebb időjárás beköszöntével a lárvák a felszínre másznak, majd egy utolsó vedlést követően szárnyra kapnak. A számítások szerint ebben a párzási időszakban összesen 30 milliárd példány felbukkanása várható, egyes helyeken négyzetméterenként akár 350 egyed is összegyűlhet, együttesen 95 decibelt meghaladó erejű szerenádba kezdve. A hímek a testük oldalán található finom hártyácskák révén képzik a nőstények meghódítására szolgáló hangot, amelyet ez utóbbiak másfél kilométerről is képesek meghallani. A sikeres párzást követően a nőstények fűrészes tojócsövük segítségével a fák ágainak belsejébe rakják le petéiket. Mire hat-tíz héttel később az utódok kikelnek, a talaj terítve már van az előző generáció elhullott tetemeivel. A lárvák a földre pottyannak, majd beássák magukat a talajba, ahonnan legközelebb 2030-ban bújnak elő. A biológusok többsége egyetért abban, hogy az időszaki kabócák nagy tömegben való, összehangolt felszínre törése többek közt azt a cél szolgája, hogy túlterhelje a ragadozók pillanatnyi kapacitását, így a védekezésre képtelen rovarok közül többen tudnak sikeresen szaporodni. Néhány kutató úgy véli, hogy a kabócák életciklusa azért tart 13, illetve 17 évig, mert ilyen módon semmilyen őket pusztító faj nem képes hozzájuk igazítani saját aktivitását. De hogy miért éppen ez a két szám jellemzi az időszaki kabócafajok generációinak élettartamát, arra vonatkozóan senkinek sincs ötlete.

Koenig szerint a válasz talán a madarakkal való interakcióban rejlik. Egy kollégájával, az Egyesült Államok erdészeti szolgálatának munkatársával, Andrew Liebholddal együttműködve 45 év ornitológiai adatait elemezték, és úgy találták, hogy a madárpopulációk létszáma a kabócák felbukkanásának évében rendszerint alacsonyabb az átlagosnál. Mivel a rovarok legfőbb fogyasztói a madarak, a szakértők ezzel ellentétes eredmény vártak, az adatok ismeretében viszont úgy vélik, hogy a kabócák mozgathatják a szálakat. Koenig elmélete szerint a rovarok tömeges felbukkanása olyan hosszútávú folyamatokat indít be az erdei élőhelyeken, amelyek 13, illetve 17 évente a helyi madárnépesség létszámának visszaeséséhez vezetnek. Ennek pontos mechanizmus egyelőre ismeretlen, elképzelhető azonban, hogy kapcsolatban van az adott rovargeneráció talajt elborító tetemeivel, amelyek 10 százalékban nitrogént tartalmaznak. Az ilyen módon alaposan megtrágyázott talaj időszakosan meglódíthatja a növényvilág fejlődését, ami viszont a normál körülményekhez szokott madarak számára kedvezőtlen következményekkel járhat. Koenig maga is úgy véli, hogy hipotézise elég merész, de jelen pillanatban nincs jobb magyarázata a történésekre. Az összehangolt felbukkanás érdekében a föld alatt növekedő lárváknak valamilyen módon követniük kell az idő múlását. Gene Kritsky, az ohiói College of Mount St. Joseph rovatszakértőjének elmélete szerint az állatok a fák tavaszi kirügyezése alapján tudják meg, hogy eltelt egy újabb év. Teóriáját alátámasztja, hogy 2007-ben a XIV. csoport kabócáinak egy része egy évvel korábban bújt elő, feltehetően azért, mert a megelőző tél során volt egy szokatlanul enyhe időszak, amely során a fák kirügyeztek, levelet hajtottak, majd az újabb lehűlés során elhullatták ezeket, hogy aztán tavasszal újra zöldbe boruljanak. Ha az elmélet igaz, akkor is ott van azonban a kérdés: hogyan számolják a kabócák a földben töltött éveket? Több kutatás foglalkozik annak problémájával is, hogy milyen biológiai mechanizmusok révén lehettek képesek a kabócák életciklusuk hosszának megválasztására. Cooley is részese volt annak a projektnek, amely a rovarok DNS-ének elemzése alapján igyekezett felvázolni a Magicicada-fajok evolúciós családfáját. Az eredmények alapján úgy tűnik, hogy az időszaki kabócák törzsfejlődésük során többször is szétváltak 13 és 17 éves életciklusú csoportokra, így a kutatók úgy vélik, hogy valamiféle fajokon átívelő, általános genetikai mechanizmus állhat a háttérben.

Chris Simon, ez utóbbi kutatás egyik résztvevője, és a Connecticuti Egyetem evolúciós biológusa további genetikai vizsgálatokkal kívánja megerősíteni az eddigi eredményeket. Különösen kíváncsi azon egyedek génállományára, amelyek jellemzően négy évvel korábban vagy négy évvel később bújnak elő a földből, mint a csoport nagyobbik része. Ezek a példányok általában gyorsan valamilyen ragadozó prédájává válnak, így többnyire nem jutnak el a párzásig, Simon azonban úgy véli, hogy a múltban elkövetett hasonló „időzítési hibák” vezethettek a különböző időpontokban felbukkanó csoportok kialakulásához. A folyamatot egyfajta azonnali fajképződésként is felfoghatjuk, mondja a kutató, aki hozzáteszi: a Magicicada-fajok „időugró” képessége páratlan az egész élővilágban. Nagyon valószínű, hogy ez a fajta „időutazó fajképződés” zajlik ezekben a hetekben is a II. csoport megszokott élőhelyétől 500 kilométerre, Cincinnati északi részén. Kritsky megfigyelései szerint több ezer kabóca bukkant fel a földből egy olyan területen, ahol 2004-ben volt 10. csoport a legutóbbi előre jelzett inváziója, ugyanakkor 2000-ben ugyanitt már észleltek egy kisebb, „korán ébredő” csoportot. A dolog azért különösen érdekes, mert a 10. csoport 17 éves életciklusú, az új alcsoport egyes képviselői viszont úgy tűnik, hogy 13 éves élettartamra váltottak. Hogy a csoport mekkora részét érinti ez a váltás, ahhoz persze ki kell várni a 2017-es szezont, és számba venni az akkor előkerülő egyedeket. A további következtetések levonásához pedig még hosszabb távú adatgyűjtésre lesz szükség, kezdve az eredeti csoport 2021-es felbukkanásának kivárásával és dokumentálásával. Kritsky addigra 68 éves lesz, így első kézből tapasztalhatja meg az időszaki kabócák kutatóinak legnagyobb problémáját: a hosszú életciklus nagyon megnehezíti a rovarok tanulmányozását. „Azt hinné az ember, hogy ennyi évnyi tanulmányozás után már rengeteget tudunk ezekről az állatokról, holott ez egyáltalán nem igaz. Nagyon kevés kutató mondhatja el, hogy pályafutása során öt egymást követő generációt is megvizsgálhatott.”

Új hozzászólás írásához előbb jelentkezz be!

Eddigi hozzászólások

10. zdienes
2013.05.29. 12:18
patent kis írás,rendesen izgalmas volt olvasni.
 
Válasz írásához előbb jelentkezz be!
9. szilagyiv
2013.05.29. 12:33
Ennél hiábavalóbb élete talán csak a kérésznek van. Bár a kabócákat akkor tekinthetjük önterítő szerves trágyának...
 
Válasz írásához előbb jelentkezz be!
8. Andrew7
2013.05.29. 14:04
"Néhány kutató úgy véli, hogy a kabócák életciklusa azért tart 13, illetve 17 évig, mert ilyen módon semmilyen őket pusztító faj nem képes hozzájuk igazítani saját aktivitását. De hogy miért éppen ez a két szám jellemzi az időszaki kabócafajok generációinak élettartamát, arra vonatkozóan senkinek sincs ötlete."

Nekem nem ötletem van, hanem pontosan tudom mi a helyzet. A kabócák imádják a prímszámokat. Mivel az egyik nagy csoport már lefoglalta a 13-as "szerencse" és prímszámot, a másiknak nem maradt csak a következő, vagyis a 17-es. Természetesen arra is magyarázatot találtam, hogy egyes fajok miért változtatják ezeket. Nyilván azért, mert rövidke életük során rossz tapasztalatokat szereztek, ezeket elraktározták és a párzás során átörökítették azokat, vagyis úgy döntöttek az utód sorsáról, hogy a másik ciklus talán szerencsésebb lesz. Nyilvánvalónak látszik, hogy egy faj bármilyen változásának a hátterében az egyed "élettapasztalata" lehet, amit a faj fenntartása érdekében memorizálni kell tudni, illetve átadni a következő generációnak. Itt ez elég sajátos értelemben, de megtörténik. Magyarul az egyed felméri rövidke élete során a környezeti hatásokat, veszélyeket, ellenségek számát, majd négyzetre emeli, melyből levonja a kellemes hatásokat és beírja a nem felejtő memóriájába, ami párhuzamos soros
átalakítás után beépül a genomba, majd jöhet a párzás. Egyelőre a szaklapoknak még nem küldtem el a teóriámat, még csiszolgatom.
 
Válasz írásához előbb jelentkezz be!
7. zdienes
2013.05.29. 15:06
andrew:teóriákat elküldhetsz,az a szép bennük hogy lényegtelen hogy igaz vagy sem,tudományos legyen.
a végén legfeljebb azt mondod:bocsika,tévedtem.
slussz.
 
Válasz írásához előbb jelentkezz be!
6. YellowFlas...
2013.05.29. 16:14
Erről még nem is halottam, azt a leborult... Nagyon keményen tolják az ipart.
 
Válasz írásához előbb jelentkezz be!
5. brroland
2013.05.29. 18:37
andrew azt kihagytad hogy az egyed tapasztalata nem hat ki a társ egyedekre. ergo ha egyik azt mondja legyen 13 az nem fogja a társát is 13ra kalibrálni. ergo 1 alfajra nem lenne érvényes hogy 13 vagy 17es csoportba tartozik hanem kevert lenne. vagyis többről van szó mint egyedi tapasztalat
 
Válasz írásához előbb jelentkezz be!
4. kisza25
2013.05.30. 06:53
az csak nekem jön le, hogy a 13 és 17 között 4 év van, és amit ők úgy számolnak, hogy 13 éves csoport azok voltak a 4 évvel korábban kibújók ,ergo azok is 17 év után bújtak elő
 
Válasz írásához előbb jelentkezz be!
3. zotyesz
2013.05.30. 10:44
szilagyiv: Ugyan miért hiábavaló? Ha így nézzük, mindenkié hiábavaló.
 
Válasz írásához előbb jelentkezz be!
2. Nemadja
2013.06.01. 01:02
kisza25: 2000+13 = 2013, 2004+13 = 2017
 
Válasz írásához előbb jelentkezz be!
1. vargavikto...
2013.06.03. 12:11
Annyira egyszerű pedig. Folyamatában nézd.
Ha a ciklus 1, akkor a ragadozóval találkozás esélye 100%.
Ha a ciklus 2, akkor a ragadozóval való találkozás esélye 50%, mert egy részük ugye évente került elő, de azok rossz időben kerültek elő, éhen maradnak.

Egyébként ha megnézi a kabócának a genomját, van ott egy hiány ami egy eltünt élősködő re utal...

Ha én kabóca kutató lennék, akkor elolvasnám a forrásokat, és nem tenném fel a már megválaszolt hülye kérdéseimet.




 
Válasz írásához előbb jelentkezz be!