Frank van Hertrooij
Scivolemo 14 Decembro 2020
Pliaj artikoloj
La lemuroj sur Madagaskaro, kivioj sur Novzelando kaj la drakarboj sur Sokotro ĉiuj vivas nur en unu loko. Ĉirkaŭ la mondo estas multaj insuloj kun tiaj unikaj specioj. Ofte ili aspektas iomete kiel simila specio de proksima kontinento, sed estas multe pli grandaj aŭ etaj, aŭ ili havas tute malsaman rolon en la ekosistemo. La kaŭzo de tiu stranga fenomeno de evoluo estas la nekutimaj kondiĉoj sur insuloj.
Insuloj estas malgrandaj kaj izolitaj. Tio signifas ke la kvanto de specioj, kiujn ili povas subteni estas relative malalta kaj ke interŝanĝo de specio kun la grandaj kontinentoj estas limigita. Tio multe influas kiuj organismoj povas vivi sur la insulo kaj igas la ekosistemon vundebla kiam nova specio ja enkondukiĝas. Kompreneble ne ĉiuj insuloj samas, ĉar ili ne kreiĝas sammaniere. Insuloj kiuj kreiĝis de vulkanismo en la mezo de oceano surhavis neniujn bestojn aŭ plantojn en la komenco kaj grade koloniiĝis. Grandaj insuloj, kiuj disŝiriĝis de kontinento, ĝenerale jam surhavis kompleksajn ekosistemojn kiam ili kreiĝis, kiuj grade ŝanĝiĝas. Insuloj povas aperi kaj malaperi, aŭ ekzisti dum milionoj da jaroj. Ili povas esti tropikaj, mezvarmaj, aŭ kovritaj de permanenta glacio kaj aldone, ili suferas de la agresemo de la oceano. Eĉ pli ol la insuloj mem varias iliaj flaŭroj kaj faŭnoj kaj en la sama insularo, ĉiu insulo povas havi malsamajn surloĝantojn. Tio igas ilin la perfektaj ekzemplaj kazoj por studi evoluajn tendencojn.
Kiel atingi insulon
Interesa demando rilate al insuloj estas kiel organismoj povas atingi ilin. Ne estas granda surprizo ke multaj insuloj estas tute plenaj je birdoj. Antaŭ la alveno de homoj, la solaj indiĝenaj mamuloj sur Novzelando fakte estis vespertoj kaj fokoj. Estas klare kiel flugantaj birdoj kaj vespertoj povas transiri maron, sed aliaj kazoj estas malpli klaraj. Kelkaj bestoj, kiel la mara krokodilo, povas naĝi trans la maro. Ekzistas ankaŭ indikoj pri tio ke bestoj akcidente kaptiĝas sur flosantaj amasoj de plantmaterialo kaj eble atingas insulon. Aliaj organismoj preferas petveturi. Multaj plantoj produktas semojn, kiuj rezistas la kondiĉojn en la digesta sistemo de birdo, por ke la birdo disvastigu la semojn per siaj ekskrementoj. Ankaŭ per la kruroj de naĝantaj birdoj disvastiĝo povas okazi. En unu el siaj plej famaj eksperimentoj, Charles Darwin priskribis kiel li metis anasajn krurojn en akvon ĝis helikoj grimpis sur ilin. Por simuli la fortojn de flugado, li svingadis la krurojn tra la aero por vidi kiom da helikoj restis fiksitaj. Tiu eksperimento montris ke la helikoj verŝajne povus travivi flugon al insulo. Aliaj el liaj eksperimentoj montras ke multaj semoj povas flosi kaj travivi sufiĉe longe en marakvo, do disvastiĝo vere ne devus esti problemo por plantoj. Kombinite kun la pli bona hodiaŭa kompreno de kiel kontinentoj moviĝas kaj la marnivelo ŝanĝiĝas, tiuj ideoj montras ke maroj eble ne estas tiel grandaj bariloj kiel ili aspektas, sed ĉiam estas grupoj de organismoj kiuj ne sukcesas transiri ĝin.
Speciigo
Alia faktoro kiu influas la biodiversecon de insuloj estas speciigo, la ekesto de novaj specioj. Nova specio povas disvolviĝi, se populacio de ekzistanta specio estas izolita. Tio povas okazi plurmaniere, sed kiam temas pri insuloj, la barilo kutime estas la maro. Unu el la plej famaj ekzemploj estas la paruoj de Darwin. Kiam Darwin observis ilin sur la Galapagoj, li pensis ke ili pensis ke ili estis membroj de malsamaj grupoj de birdoj, kiuj ĉiuj havis propran niĉon (ekosisteman rolon). Post longa pristudado hejme en Britio, li ekkomprenis ke ili tamen havas komunan praulon. Insularoj kiel la Galapagoj estas fruktodonaj kiam temas pri novaj specioj pro du kialoj. Unue, ili provizas multajn malplenajn niĉojn, kiuj estas plenigitaj de aliaj bestoj sur la kontinentoj, do specioj povas relative facile eniri en novan niĉon sen konkurenco. Due, la insuloj estas relative izolitaj unu de la alia. Tio signifas ke specioj povas iri al alia insulo kaj izoliĝi sufiĉe multe por krei novan specion, sed la origina insulo sufiĉe proksimas por reiri. Tiel povas kreiĝi reto de specioj kun komuna praulo, kiu kovras la tutan insularon.
Grandeco
Kvankam ĉiu insulo estas malsama, la malgrandeco kaj izoliteco de insuloj ofte favoras tre specifajn kvalitojn en bestoj, kio povas kaŭzi evoluajn tendencojn. Du el la plej konataj ekzemploj de tiaj tendencoj sur insulo estas insula naneco kaj insula giganteco. Etaj bestoj kiel birdetoj, lacertoj kaj ronguloj povas iĝi signife pli grandaj sur insuloj, dum grandaj bestoj kiel elefantoj, saŭropodoj kaj hufuloj povas iĝi etaj kaj ĉarmaj. Tiu tendenco nomiĝas la “Leĝo de Foster” kaj kvankam ĝi sonas kvazaŭ ĝi kontraŭdiras sin mem, ĝi estas facile klarigebla per la rilatoj inter malsamaj specioj. Grandaj bestoj malkreskas, pro tio ke malgranda insulo surhavas malpli da nutraĵoj ol kontinento. Tio signifas ke malsato estas pli ofta sur insuloj, kaj nur la bestoj kiuj bezonas malmulte da nutraĵoj travivas. Ekzemplo de tia besto estas Mammuthus creticus, mamuto kiu iĝis nur 1m alta kaj vivis sur la insulo Kreto en la Mediteraneo. Ronguloj kaj aliaj etaj bestoj ne estas limigitaj de manko de nutraĵoj. Ilia grandeco estas regata de predantoj. Sur kontinentoj kutime ekzistas pluraj, tre efikaj predantoj, kiuj estas severa danĝero al etaj bestoj. Tie, la predo uzas sian malgrandecon por pli facile kaŝi sin. Sur insulo ofte estas malmultaj aŭ neniuj predantoj, kio signifas ke bestoj povas iĝi grandaj, malrapidaj kaj malpli singardaj. Ekzemplo de tia besto estas Papagomys armandvillei. Ĝi estas rato kun korpo de 41-45cm kun vosto de 33-36cm, kiu vivas sur la insulo Floreso en Indonezio. Antaŭ la alveno de modernaj homoj, Floreso surhavis eĉ pli fremdajn gigantojn kaj nanojn, kiuj aspektis kvazaŭ ili estis rekte bazitaj sur la verkoj de Tolkino. Inter ili estis Leptoptilos robustus, cikoniedo de almenaŭ 1,80m kaj eĉ naneca homa specio, Homo florensiensis, de ĉirkaŭ 90cm.
Senflugeco
Kiam temas pri birdoj, manko de predantoj influas ne nur grandecon, sed ankaŭ flugkapablon. Flugado estas tre utila por migrado aŭ fuĝado, sed ĝi petas multe de birdo. La pezo, muskoloj, brakoj, spira sistemo, ostoj kaj aliaj partoj de la korpo ĉiuj devas esti adaptataj por flugado, kio lasas malmulte da spaco por varioj. Sur insuloj, kie predantoj estas malabundaj, ankaŭ birdoj kiuj oferis la flugkapablon por alispeca specialiĝo travivas. Estas pro tio ke ekzistis abundeco de senflugaj birdoj kiel la elefantbirdoj sur Madagaskaro, didoj sur Maŭricio, la giganta strigo Ornimegalonyx sur Kubo kaj multaj specioj sur la insuloj de Novzelando kiel kivioj, kakapoj kaj dinornitoj (el ĉi tiu listo nur kivioj kaj kakapoj ankoraŭ vivas). Multaj senflugaj birdoj havis malgrandajn flugilojn, kiuj funkciis nek kiel flugilo nek kiel brako. Anstataŭe, ili havis grandajn kaj fortajn piedojn, kiuj taŭgis por kurado, aŭ fosado. Bedaŭrinde, senflugaj birdoj kaj iliaj ovoj estas tre facilaj predoj por invadantaj homoj kaj la bestoj kiujn ili kunportas, kio signifas ke preskaŭ ĉiuj el ĉi tiuj unikaj, senflugaj birdoj estas formortintaj.
Strangaj plenigantoj de roloj
Senflugeco ne estas la sola kuriozaĵo pri birdoj sur insuloj. Ili ankaŭ plenigas malsamajn rolojn ol sur aliaj kontinentoj. La kivio estas la perfekta ekzemplo de tio. La teorio de evoluo garantias ke bestoj grade plenigos ĉiujn niĉojn en ekosistemo. Sur la grandaj kontinentoj, mamuloj plenigis multajn el tiuj ekologiaj niĉoj kaj iĝis tiom specialigitaj ke neniu alia besto povas preni ilian lokon. Novzelando havas multajn similajn niĉojn kiel la kontinentoj, sed ne la mamulojn, do birdoj kaj reptilioj povis senprobleme plenigi ĉiujn rolojn en la ekosistemo. Laŭ tiu pensmaniero, kivioj estas la Novzelanda ekvivalento de talpo. Malkiel aliaj birdoj, ili tre bone flaras kaj la naztruoj troviĝas sur la pinto de la beko anstataŭ sur la bazo. Tiel ili povas pli facile trovi vermojn kaj aliajn senvertebrulojn sub la tero. Ili havas ankaŭ grandajn, fortajn krurojn, per kiuj ili povas fosi. Depende de la specio, kelkaj kivioj fosas nur simplajn truojn por siaj nestoj, dum aliaj fosas kompleksajn retojn de tuneloj kun pluraj elirejoj.
Ankaŭ aliaj ekologiaj niĉoj estis plenigitaj de birdoj sur Novzelando. Interesa ekzemplo estas la niĉo de granda herbovorulo, kiu estas plenigata de interalie gnuoj sur la kontinentoj. Sur Novzelando, la rolo estis ĉefe plenigata de dinornitoj, nun formortintaj, senflugaj birdoj, kiuj povis iĝi pli ol 3,5m altaj kaj devis manĝi multajn plantojn por kreski tiom. Malgraŭ tio ke ili estis la plej grandaj bestoj sur la insulo, la vivo de la dinornitoj ne estis senproblema. Ankaŭ por la rolo de granda predanto, evoluo trovis solvon. Tiu granda predanto estis la aglo de Haast, kiu havis pezon de 9-15kg. Tio estis nenio kompare al la pezo de plenkreska dinornito, sed ĝi ja estis la plej granda aglo iam ajn kaj povis ĉasi la idojn de dinornitoj. Bedaŭrinde, la alveno de homoj rapide malkreskigis la kvanton de dinornitoj, kiuj provizis multe da viando. Tiu manko de grandaj predoj malkreskigis la kvanton de agloj de Haast, ĝis ambaŭ specioj formortis.
La fondefiko kaj genetiko
Insuloj estas paradizoj por genoj. Pro la limigita kontakto inter populacioj sur insuloj kaj la kontinentoj, genoj sur insuloj povas fari kion ili volas, kio influas genetikan diversecon en malsamaj manieroj. Inter tiuj efikoj estas la tiel nomata fondefiko, kiu rilatas al la fondado de novaj populacioj sur insuloj. Oni povas imagi hipotezan specion de birdoj, kiuj havas du variaĵojn de la sama geno. Unu el tiuj variaĵoj povus kaŭzi verdan plumaron, dum la alia povus kaŭzi flavan plumaron. Sur la kontinento, oni trovus miksaĵon de verdaj kaj flavaj birdoj, kiu dependas de la ofteco de ambaŭ variaĵoj de la geno. Nun imagu ke unu tagon okazas tempesto, kiu forblovas kelkajn birdojn al nova insulo. Povas esti ke duono el tiuj birdoj estas verdaj kaj duono flavaj, sed pro tio ke la grupo estas eta, la probableco ke preskaŭ ĉiuj el la birdoj havus la saman koloron estas sufiĉe granda. Kiam tiuj birdoj atingas la insulon, ili kreos novan populacion, kiu havas malsaman distribuon de la koloroj ol la populacio sur la kontinento kaj sur alia insulo la distribuo povas esti denove malsama.
La fondefiko influas genetikan diversecon en du interesaj manieroj. Unue, la kontinenta populacio povas havi multajn variaĵojn kaj kombinojn de genoj, kiuj neniam atingas la insulon, ĉar la genoj de la plejparto de la populacio neniam atingas la insulon. Pro tio, la insula populacio, almenaŭ en la komenco, havas malgrandan genetikan diversecon, kio igas ĝin pli vundebla. Due, povas esti ke variaĵo de geno, kiu estis tre malofta en la kontinenta populacio ja atingas la insulon, pro tio ke unu el la fondintoj de la populacioj havis tiun variaĵon, aŭ ke nova mutacio okazas dum la fondado de la insula populacio. Pro tio ke la insula populacio estas tiom malgranda en la komenco, relative granda elcentaĵo de la populacio subite havas tiun variaĵon de la geno. Tio povus esti avantaĝa, sed plej ofte variaĵoj de genoj kiuj disvastiĝas tiel kaŭzas malsanojn. Se ili ja estus avantaĝaj, ili povus disvastiĝi per natura selektado kaj ne bezonus la fondefikon.
La disvastiĝo de la malavantaĝaj mutacioj estas unu el la plej grandaj riskoj de malgrandaj populacioj ĝenerale. Sur eta insulo, bestoj malfacile trovas partneron, kio malaltigas postulojn, kaj incesto estas pli verŝajna. Ekzemplo de tiu problemo en la naturo estas la Vrangela Insulo de Siberio. Tie vivis la lastaj mamumtoj ĝis antaŭ kelkaj miloj da jaroj. Per komparado de la DNA de 4 300-jaraĝa mamuto de la insulo al 45 000-jaraĝa mamuto de la kontinento, oni trovis aron da malavantaĝaj mutacioj en la insula specimeno. Multaj el tiuj mutacioj verŝajne influis la flarkapablon de la mamutoj. Se oni pripensas kiom multe mamuloj uzas la flarkapablon por komuniki, tiuj mutacioj verŝajne severe damaĝis la populacion. Pli da informoj troviĝas en la publikaĵo tute sube.
Konservado
Insuloj estas naturhistoriaj muzeoj kaj kuriozaĵkabinetoj samtempe. Pro la pardonema manko de konkurenco, ankaŭ specioj kiuj estas iomete malpli efikaj, aŭ antikvaj grupoj kiuj formortis sur la kontinentoj, povas travivi. Samtempe ili estas tre vundeblaj. La organismoj povas iri nenien kaj la populacioj estas tro etaj kaj malfortaj por adapti sin. Tio evidentiĝis pro la terura damaĝo kauzita de homoj kaj la katoj, hundoj kaj ronguloj kiujn ili kunportis. Nun homoj estas sur insuloj kaj tio ne ŝanĝiĝos, sed la homaro scias pli pri la konsekvencoj de siaj agoj ol iam antaŭe. Se oni helpas unu la alian kaj ŝanĝas sian konduton laŭ siaj propraj eblecoj, oni povas mildigi tiun damaĝon. La Tero ja nur estas insulo en vasta kosmo.
Pri mamutoj:
Rogers, Rebekah L., and Montgomery Slatkin. “Excess of Genomic Defects in a Woolly Mammoth on Wrangel Island.” PLOS Genetics, edited by Gregory S. Barsh, vol. 13, no. 3, 2017, p. e1006601. Crossref, doi:10.1371/journal.pgen.1006601.
Licencoj por la bildoj:
Drakarbo – Rod Waddington
Kivio – Kimberley Collins.jpg
Marigvano – D. Gordon E. Robertson,_Santiago_Island,_Ecuador.jpg
Mammuthus creticus – Peter Maas
Kakapo – Department of Conservation
Aglo de Haast – John Megahan
