Salamandry, które przez całe życie żyją w koronach najwyższych drzew świata, sekwoi na wybrzeżu Kalifornii, wykształciły zachowanie dobrze przystosowane do niebezpieczeństw związanych z upadkiem z wysokich miejsc: zdolność do spadochronowania, szybowania i manewrowania w powietrzu.
Latające wiewiórki, nie wspominając o wielu gatunkach szybujących żab, gekonów, mrówek i innych owadów, są znane z tego, że wykonują podobne manewry w powietrzu podczas skakania z drzewa na drzewo lub podczas upadku, aby pozostać na drzewach i uniknąć lądowania na ziemi .
Podobnie naukowcy podejrzewają, że umiejętności spadochronowe tej salamandry są sposobem na powrót do drzewa, z którego spadła lub z którego skoczyła, aby lepiej unikać lądowych drapieżników.
„Kiedy skaczą ze spadochronem, mają znakomitą kontrolę nad nimi” – powiedział Christian Brown, doktorant na University of South Florida (USF) w Tampie i pierwszy autor artykułu o tych zachowaniach. Potrafią skręcać. Są w stanie przewrócić się do góry nogami. Są w stanie utrzymać tę postawę spadochronową i trochę pompować ogonem w górę i w dół, aby wykonywać manewry poziome. Poziom kontroli jest po prostu imponujący. ”.
Zręczność powietrzna tak zwanej salamandry wędrownej (Aneides vagrans) została ujawniona w szybkim nagraniu wideo nagranym w tunelu aerodynamicznym na Uniwersytecie Kalifornijskim w Berkeley, gdzie salamandry zostały zepchnięte z grzędy w poruszającą się w górę kolumnę powietrza symulowanie swobodnego spadania.
„Kiedy po raz pierwszy zobaczyłem filmy, uderzyło mnie to, że one (salamandry) są tak gładkie – w ich ruchach nie ma nieciągłości ani hałasu, po prostu całkowicie surfują w powietrzu” – powiedział Robert Dudley, profesor Uniwersytetu Kalifornijskiego w Berkeley. biologia integracyjna i ekspert w zakresie lotów zwierząt. „To dla mnie oznacza, że to zachowanie jest czymś głęboko zakorzenionym w ich reakcji motorycznej, że (spadanie) musi mieć miejsce przy rozsądnie wysokich częstotliwościach, aby wpłynąć na selekcję tego zachowania. I nie jest to tylko bierne spadochroniarstwo, nie są po prostu skaczą ze spadochronem w dół. Wyraźnie wykonują również ruch boczny, co nazwalibyśmy szybowaniem”.
Zachowanie jest tym bardziej zaskakujące, że salamandry, poza nieco większymi poduszkami na stopy, nie różnią się niczym od innych salamander, które nie są zwrotne w powietrzu. Na przykład nie mają klapek skórnych, które mogłyby cię poinformować o ich zdolnościach spadochronowych.
„Wędrujące salamandry mają duże stopy, mają długie nogi, mają aktywne ogony. Wszystkie te rzeczy nadają się do zachowań powietrznych. Ale wszyscy po prostu założyli, że to jest do wspinaczki, ponieważ właśnie do tego używają tych cech, kiedy patrzymy na ich – powiedział Brown. „Więc nie jest to tak naprawdę dedykowana aerodynamiczna powierzchnia sterowa, ale działa jak obie. Pomaga im się wspinać, a także wydaje się pomagać im w spadochronach i szybowaniu”.
Wśród pytań, na które naukowcy mają nadzieję odpowiedzieć w przyszłych badaniach, są to, w jaki sposób salamandry potrafią skakać na spadochronie i manewrować bez oczywistych adaptacji anatomicznych do szybowania oraz czy wiele innych zwierząt o podobnych umiejętnościach powietrznych nigdy wcześniej nie zostało zauważonych.
„Salamandry są powolne, nie myślisz o nich jako o szczególnie szybkich refleksach. To życie na wolnym pasie. A kontrola lotu polega na szybkiej reakcji na dynamiczne wskazówki wizualne oraz umiejętności namierzania celu, orientacji i zmiany pozycji ciała. – powiedział Dudley. „Więc to trochę dziwne. Jak często to się dzieje i skąd mamy wiedzieć?”
Życie w baldachimie
Korzystając z tunelu aerodynamicznego, Brown i absolwent Uniwersytetu Kalifornijskiego w Berkeley, Erik Sathe, porównali zachowanie A. vagrans podczas szybowania i skoków spadochronowych – dorośli mają około 10 centymetrów długości od pyska do końca ogona – z umiejętnościami trzech innych gatunków salamandry. pochodzi z północnej Kalifornii, każdy o różnym stopniu nadrzewności – to znaczy skłonności do wspinania się lub życia na drzewach. Wędrująca salamandra, która prawdopodobnie całe życie spędza na jednym drzewie, poruszając się w górę iw dół, ale nigdy nie dotykając ziemi, była najsprawniejszym skoczkiem spadochronowym. Pokrewny gatunek, tak zwana salamandra nadrzewna, A. lugubris, który żyje na niższych drzewach, takich jak dęby, był prawie tak samo skuteczny w skokach ze spadochronem i szybowaniu.
Dwie najmniej nadrzewne salamandry – Ensatina eschscholtzii, salamandra zamieszkująca dno lasu, i A. flavipunctatus, plamista czarna salamandra, która od czasu do czasu wspina się na drzewa – w zasadzie wymachiwały nieskutecznie przez kilka sekund, w których unosiły się w powietrzu w tunelu aerodynamicznym. Wszystkie cztery gatunki to salamandry pletodontyczne lub bezpłucne, największa rodzina salamandr, występująca głównie na półkuli zachodniej.
„Dwa najmniej nadrzewne gatunki często miotają się wokół. Nazywamy to nieefektywnym, falującym ruchem, ponieważ nie ślizgają się, nie poruszają się poziomo, po prostu unoszą się w tunelu aerodynamicznym, wariując” – powiedział Brown. „Dwa najbardziej nadrzewne gatunki nigdy tak naprawdę nie walczyły”.
Brown napotkał te salamandry podczas pracy w hrabstwach Humboldt i Del Norte w Kalifornii z organizacjami non-profit i uniwersyteckimi grupami ochrony, które znakują i śledzą zwierzęta żyjące w koronach sekwoi, głównie w starym lesie około 150 stóp nad ziemią. Biolodzy regularnie wspinają się po sekwojach – z których najwyższa wznosi się na wysokość 380 stóp – za pomocą lin i wspinaczy, aby schwytać i oznaczyć wędrujące salamandry. W ciągu ostatnich 20 lat, w ramach projektu prowadzonego przez Jamesa Campbell-Spicklera, obecnie dyrektora ogrodu zoologicznego Sequoia Park w Eureka, naukowcy odkryli, że większość ich oznaczonych salamandr można było znaleźć na tym samym drzewie rok po roku, chociaż co roku różne wysokości. Żyją głównie w paprociowych matach rosnących w duff, rozkładającej się materii roślinnej, która gromadzi się w skrzyżowaniach dużych gałęzi. Brown powiedział, że kilka oznaczonych wędrujących salamand z baldachimu sekwoi zostało znalezionych na ziemi, a większość z nich została znaleziona martwa.
Brown zauważył, kiedy podnosił je, by je oznaczyć, że salamandry szybko wyskakiwały mu z rąk. Nawet lekkie stuknięcie w gałąź lub przechodzący w pobliżu cień wystarczyło, by zeskoczyli z baldachimu sekwoi. Biorąc pod uwagę ich położenie wysoko nad poszyciem lasu, ich nonszalanckie skoki w powietrze były zaskakujące.
„Skaczą i zanim jeszcze skończą się odrywać, mają rozłożone przednie kończyny i są gotowi do działania” – powiedział. „Więc skok i spadochron są ze sobą bardzo ściśle powiązane. Natychmiast zajmują pozycję”.
Kiedy zbliżył się do Dudleya, który badał takie zachowanie u innych zwierząt, zaprosił Browna, aby przyniósł kilka salamand do jego tunelu aerodynamicznego, aby nagrać ich zachowanie. Używając szybkiej kamery wideo, która nagrywa z prędkością 400 klatek na sekundę, Brown i Sathe sfilmowali salamandry tak długo, jak unosiły się na słupie powietrza, czasami nawet do 10 sekund.
Następnie przeanalizowali klatki, aby określić pozycję zwierząt w powietrzu i wydedukować, w jaki sposób używały nóg, ciał i ogonów do manewrowania. Zwykle spadały pod stromym kątem, tylko 5 stopni od pionu, ale biorąc pod uwagę odległości między gałęziami w koronach sekwoi, zwykle wystarczyłoby im to dosięgnąć gałęzi lub pnia, zanim uderzą o ziemię. Spadochroniarstwo zmniejszyło ich prędkość swobodnego spadania o około 10%.
Brown podejrzewa, że ich umiejętności latania ewoluowały, aby radzić sobie z upadkami, ale stały się częścią ich repertuaru behawioralnego i być może ich domyślną metodą zejścia. On i studentka USF Jessalyn Aretz odkryli na przykład, że chodzenie w dół było znacznie trudniejsze dla salamandry niż chodzenie po poziomej gałęzi lub w górę pnia.
„To sugeruje, że kiedy wędrują, prawdopodobnie chodzą po płaskich powierzchniach lub idą w górę. A kiedy zabraknie im siedliska, ponieważ górny baldachim staje się coraz bardziej suchy i nie ma już dla nich nic tam mogliby po prostu wrócić do tych lepszych siedlisk” – powiedział. „Po co schodzić z powrotem? Prawdopodobnie jesteś już wyczerpany. Spaliłeś całą swoją energię, jesteś małą 5-gramową salamandrą i właśnie wspiąłeś się na najwyższe drzewo na Ziemi. i zejść w dół – wjedziesz windą grawitacyjną”.
Brown widzi A. vagrans jako kolejne dziecko z plakatu dla starych lasów, które jest podobne do sowy cętkowanej, ponieważ występuje głównie w koronach najwyższych i najstarszych sekwoi, chociaż także w daglezji i świerku sitkackim.
„Ta salamandra jest dzieckiem z plakatu dla tej części sekwoi, która prawie całkowicie została utracona w wyniku wyrębu – świata baldachimów. Nie ma jej w tych nowo wyrosłych lasach stworzonych przez firmy zajmujące się wyrębem” – powiedział. „Być może pomogłoby to nie tylko w wysiłkach na rzecz ochrony sekwoi, ale także przywróceniu sekwoi, tak abyśmy mogli faktycznie uzyskać ekosystemy w koronach drzew. do konserwacji”.
W międzyczasie ten mieszkaniec starych lasów ma wiele do powiedzenia na temat ewolucji i być może pochodzenia lotu, powiedział Dudley.
„To (szybowanie) jest nowością, czymś nieoczekiwanym w skądinąd dobrze zbadanej grupie zwierząt, ale ilustruje pilność, z jaką zwierzęta żyjące na drzewach muszą rozwinąć zdolność powietrzną, nawet jeśli nie mają skrzydeł” – Dudley powiedział. „Lot, w sensie kontrolowanego zachowania w powietrzu, jest bardzo powszechny. Kontrolują postawę ciała i poruszają się na boki. To predysponuje wiele, wiele istot żyjących na drzewach do ostatecznego rozwinięcia trzepoczącego lotu, co prawdopodobnie jest trudno ewoluować i dlaczego pojawił się na naszej planecie dopiero trzy razy”.
Współautorami artykułu z Brownem i Dudleyem są Sathe i Stephen Deban, profesor biologii integracyjnej na Uniwersytecie Południowej Florydy.
Film o wędrujących salamandrach: https://youtu.be/tbLFbyjVLYY