https://frosthead.com

Defensive spines on Tenrecs kan komme til en pris for hjernestørrelse

For minst 29 millioner år siden fløt et lite, knuseaktig pattedyr over Mosambikskanalen på en haug med vegetasjon, eller kanskje en hul tømmerstokk, og landet på øya Madagaskar. Enten dette kastet var en gravid kvinne eller en liten populasjon av voksne, er fortsatt et mysterium. Alt vi vet er at denne usannsynlige seileren eller seilasen vil overleve, reprodusere og transformere til score til forskjellige arter, hver tilpasset til livet i en annen leveområde på øya.

I dag kaller vi disse skapningene tenrecs, og forskere kjenner igjen 37 levende arter av de bittesmå formforskyverne.

Noen, som den mindre langhale tenrecen, har utviklet forhensile haler som lar dem klamre seg fast til busker og tregrener. Andre, som den nettbaserte tenrec, sportstilpasninger for vannlevende liv og jakter krepsdyr og insektlarver under vann. Tenrecs har til og med erobret undergrunnen, for eksempel den føflekklignende ris tenrec, utstyrt med kraftige gravingsklo og små perleformede øyne, jo bedre er å holde jord ute.

Den kanskje mest kjente grenen av tenrec-slektstreet tilhører fem arter som ligner pinnsvin. Hver har spesialiserte hår som over tid har blitt omformet til rovdyr.

Disse defensive tiltakene kan ha kommet til en pris. En studie som nylig ble publisert i Journal of Mammalogy, fant bevis på at disse ekstreme, pigge tilpasningene kan ha utviklet seg ved siden av en nedgang i hjernekraften.

Det er mer enn en måte å lage en stikkende tenrec på. Mens to av artene - Echinops telfairi og Setifer setosus - har korte, tykke og stive ryggrader som ligner mest på en pinnsvin, har andre lengre, bøyelige fjellblandinger blandet med bustete pels.

Ted Stankowich, en evolusjonær atferdsøkolog ved California State University, Long Beach, har tjent levende på å undersøke hvordan våpen og advarsler utvikler seg hos pattedyr. Fra skunk striper og duftkjertler til muntjac brosme og armadillo rustning, Stankowich og laboratoriet hans ønsker å vite hvordan og hvorfor slike forsvar dannes og hva som skjer med andre deler av et dyrs kropp når de gjør det.

Lesser Hedgehog Tenrec Den mindre pinnsvinet tenrec ( Echinops telfairi ) har en rygg dekket av skarpe pigger. (Tollkühn / ullstein bild via Getty Images)

Trettitoogre arter av tenrec som tross alt har klart seg uten fjell. Så hva var det med livet for millioner av år siden som kokte disse fem andre artene for å få sine evolusjonære hackler opp? Og hvilken pris måtte dyrene betale for sitt naturlige forsvar?

"Tanken er at dette er dyre ting å bygge, " sier Stankowich. "Det tar mye energi å konstruere og bære rundt en stor rustningdrakt, og derfor må du betale for det på noen måte."

Hjernen vev er også veldig kostbart, fra et energisynspunkt, sier Stankowich. I 2017 oppdaget laboratoriet hans at blant 647 arter av pattedyr, dyrene som utviklet et slags spesialisert forsvar, det være seg rustning, pigger eller kjemiske våpen, også hadde en tendens til å miste hjernemasse. Og mens størrelsen på en artshjerne bestemmes av mange faktorer, antyder sammenhengen mellom å utvikle defensive våpen og reduserende hjernestørrelse at de to er relatert.

De fleste av pattedyrene der ute med pansring, piller og lignende er ganske mye større enn tenrecs, som har en gjennomsnittsvekt på under to kilo blant de største artene. For å finne ut om trenden med synkende hjernestørrelse fortsetter i bittesmå tenrecs, brukte Stankowich og en tidligere student, Colin Stensrud, studiehud fra museer, samt naturhistoriske data fra International Union for Conservation of Nature.

Forskerne fant ut at etter hvert som tenrecs utviklet seg større kroppsstørrelser og flyttet inn i mer åpne habitater, var det mer sannsynlig at de utviklet ryggrader. Dyrene kan ha begynt å våge seg ut i åpne åkre og skoger for å heste på insektenes dusør på slike steder, men ved å gjøre det utsatt seg for fare. Rovdyr, for eksempel fugler, slanger og fossas - en kattliknende mongose-fetter som er hjemmehørende i Madagaskar - alle byttedyr for tenrecs.

Den mer intense predasjonen kan ha valgt for tenrecs som var tøffere å klynke opp, kanskje fordi mutasjoner ga dem tøffere hud eller stivere pels. Og hvis den prosessen fortsatte langsomt i millioner av år, kan til slutt tenrecs utvikle seg med nakker og rygger fulle av skarpe pigger.

Men den tyngre rustningen kom ikke billig. Ikke bare reduserte den relative hjernemassen for tenrec-artene som utviklet ryggrader, men forskerne fant også en sammenheng mellom nivået av svindel og mengden nedgang. Arten med mer robuste pigger hadde mistet mer hjernemasse i forhold til kroppsstørrelsen enn de med mindre tilsynelatende rimeligere ryggrader.

Så betyr dette at Roger Alan Wade snakket om utviklingsbiologi da han sang: "Hvis du skal være stum, må du være tøff"?

I følge Stankowich er det ikke nødvendigvis at spiny tenrecs er dumt. Mer sannsynlig er at de bare er så smarte som de trenger å være. "Du trenger ikke å være oppmerksom på rovdyr hverken i luften eller på bakken, fordi du vet at forsvaret ditt er effektivt mot dem, " sier han.

Mer utsatte byttearter må investere biologiske ressurser i gode ører, sniffere, øyne og andre sansearrayer som kan oppdage rovdyr før de selv blir oppdaget. Men spiny tenrecs kan være i stand til å snuble på slike investeringer fordi de kan rulle inn i en urchin-lignende ball eller svinge sine pigge hoder rundt hvis et rovdyr kommer og roper.

Noen ubesvarte spørsmål gjenstår imidlertid. Link Olson, en evolusjonsbiolog og kurator av pattedyr ved University of Alaska Museum, sier at vi ikke egentlig vet hvordan Madagaskar så ut da tenrec først kom, så det er vanskelig å si at den evolusjonære utviklingen av ryggrader er relatert til åpne områder bare fordi noen arter favoriserer åpne habitater nå.

"Jeg tror vi bare hele tiden må være klar over usikkerheten og hvordan den usikkerheten vokser lenger bakover i tiden vi går, " sier Olson, som har brukt et kvart århundre på å studere tenrecs.

Det er også vanskelig å klassifisere noen av disse artene som beboer enten lukkede eller åpne habitater. To av de spinnete artene som er identifisert i åpne naturtyper, kjent som den stripete tenrecs, kan også finnes i skoger, sier Olson. Og en annen, Tenrec ecaudatus, mister mye av sin spindelhet etter hvert som den blir eldre og større, noe som ser ut til å motvirke utviklingen hos andre arter.

"Når det er sagt, er det alltid unntak fra enhver generell regel vi ser i naturen, " sier Olson.

Til slutt vil det alltid være umulig å vite nøyaktig hvordan en art ble til. Men med alt deres vidunderlige mangfoldighet proppet på en naturrik øy, gir tenrecs et bemerkelsesverdig tydelig vindu inn i fortiden.

Defensive spines on Tenrecs kan komme til en pris for hjernestørrelse