Det var august 2017, noen dager før en katastrofal orkan skulle feie gjennom den lille karibiske øygruppen Turker og Caicos, og noen innbyggere var sørgelig uforberedt. Mens øyboere var opptatt med å utstyre hus eller fly ut av landet, manglet mange av de endemiske øglakkene de evolusjonære kotelettene for å takle den kommende floden.
Colin Donihue, en doktorgradsstipendiat fra Harvard University, og hans kolleger hadde nettopp pakket opp en studie der de filmet, fanget og målte tyrker og Caicos-anoler i et forsøk på å se om en planlagt utryddelse av invasive svarte rotter på øyene ville ha noen innvirkning på øglingenes oppførsel og kropper.
Alle gikk etter planen til fire dager etter at Donihue dro. Orkanen Irma traff tyrker og Caicos før hun flyttet nordvestover for å slå fast på Florida-fastlandet, og dens ødeleggende sti ble fulgt omtrent to uker senere av orkanen Maria, som ville fortsette å ødelegge Puerto Rico og Dominica.
Forskeren var øyeblikkelig bekymret for kolleger som arbeidet med andre aspekter av rotteutryddingsprosjektet. Men etter at de innledende truslene døde, vendte tankene seg til vitenskap - øgleundersøkelsen han hadde hjulpet med å gjennomføre dager før ga en sjelden mulighet til å bestemme ikke bare hva stormenes effekter hadde på øglepopulasjonen, men hvilke trekk de beste utstyrte øglene å overleve stormen.
"Vi innså at vi var i en unik posisjon, etter å ha hatt øynene oppe for sist, " sier han. Seks uker etter at Donihue dro, var han tilbake på øya og gjentok sine øgelmålinger.
Plasseringen av Pine Cay og Water Cay med hensyn til Hurricanes Irma og Maria. 8. september 2017 traff orkanen Irma direkte tyrkere og Caicos (svart sirkel). To uker senere, 22. september, ble skjærgården i Vest-India truffet igjen, denne gangen av orkanen Maria. (Donihue et al. Kartdata: Google, © 2018 DigitalGlobe) Han og kollegene fant ut at mange av øglene ikke overlevde stormen, og de som sannsynligvis hadde gjort det takket være viktige forskjeller i kroppsforholdene.
Mens annen forskning har sett på effektene orkaner har hatt på dyr som fugler, frosker og primater, håndterer de stort sett etterspillet siden det er vanskelig for forskere å forutsi veien for fremtidige stormer. Donihue sier at denne nye studien, publisert i dag i tidsskriftet Nature , er et førsteklasses blikk på før og etter fysiske egenskaper hos en befolkning.
"Det vi har dokumentert er et sterkt tilfelle av naturlig utvalg på grunn av orkan, " sier Donihue.
På begge turene gjennomførte de forskningen ved å gå transekter gjennom to små øyer i Turks og Caicos - Pine Cay og Water Cay. De ville fange øgler langs disse stiene ved å bruke lange staver utstyrt med glideknuter på enden. I den første turen tok de rundt 70 øgler tilbake til laboratoriet og målte sine forskjellige kroppsdeler.
Anolis-øgler har spesialiserte applikasjoner som gjør at de kan klamre seg til glatte overflater. Forskerne tok makrobilder av applikadene og målte overflaten deres. De fant ut at applikadene til de overlevende øglene etter orkanen var betydelig større enn fra før. (Colin Donihue) På hjemturen sier Donihue at han var vitne til betydelig ødeleggelse, både for menneskelige strukturer og for trær og villmarker, med tak blåst av hus, trær veltet og vegetasjon fratatt bladene. Forskerne jobbet betydelig hardere for å fange nok øgler på grunn av en relativ mangel på anolene, men endte til slutt opp med mer enn 90.
I gjennomsnitt fant de at de overlevende var mindre, og hadde forskjellige fysiske egenskaper.
Tåputene på forbena var omtrent 9 prosent større, mens tåputene bak var omtrent 6 prosent større. Donihue sier at større tåputer vil være kritiske, da de gekkolignende vedhengene vil gi dem et bedre grep om grener eller blader i møte med vindene på orkannivå.
Forskerne fant at de overlevendes fremre ben i gjennomsnitt var omtrent 2 prosent lengre, men de var overrasket over at bakbenene var omtrent 6 prosent kortere.
For å oppdage hvorfor kjørte de et nytt eksperiment på de fangede anolene for å se deres overlevelsesstrategier. De slipper løs vind på orkannivå ved hjelp av en løvblåser på fangstanoler på en trebor som ligner en tregren. Øglene plasserte først abboren mellom seg og vinden strømlinjet deretter kroppen for å få minst mulig eksponering for den kunstige kulingen. De tappet armene tett inntil kroppen og tuppet hodet ned, men forskerne la merke til at bakbenene deres var påfallende utsatt for vindens full kraft.
"Når vindhastigheten økte mer og mer, ville disse bakbenene fange mer og mer vind, og fungere som seil, til slutt bakbenene ble blåst av abboren, " sier Donihue.
(Ingen øgler ble skadet i dette eksperimentet, og alle ble løslatt til deres opprinnelige punkt.)
Anolene ville henge på med lemmene sine en stund før de ble blåst av og inn i en polstret vegg bak. "Ingen øgler ble skadet, alle ble returnert tilbake til sitt fangepunkt, " understreker Donihue, men legger til at under selve orkanen ville øgler med større bakben sannsynligvis blitt blåst ut til sjøs.
Han sier at det er mulig at noen øgler med disse trekkene ble sprengt i furu og cays under stormene, men det er usannsynlig. "Dette er naturlig valg i aksjon, " sier han.
Stillbilder som viser øgleoppførsel i simulerte høye vindforhold (Colin Donihue) Martha Muñoz, en biologiprofessor ved Virginia Polytechnic Institute og State University som studerer øgler og salamandere, sier at studien er spennende og "veldig kul", da den viser et eksempel på evolusjon som skjer i sanntid - noe det vitenskapelige samfunnet ikke trodde mulig med virveldyr inntil en studie publisert i 2006 viste hvordan tørke kan påvirke naturlig seleksjon blant Darwins finker.
"Jeg tror det beriker vår forståelse av hvordan organismer reagerer og påvirkes av moderne selektivt press, " sier Muñoz, som ikke var involvert i Donihues studie.
Donihue sier at det må forskes ytterligere på for å se om dette naturlige utvalget vil strekke seg til neste generasjon tyrker og Caicos-anoler, men Muñoz vil ikke bli overrasket over å se en forbedret klamringskapasitet i øglene som beveger seg fremover.
"Evolusjon sjokkerer oss med hvor fort den kan være, " sier hun. "Du trenger bare en generasjon for å observere evolusjonen som skjer selv i virveldyr."
Donihue mener at det er mulig at anoler kan gjenvinne større bakbein, siden i det daglige livet hjelper denne egenskapen å hoppe for å unngå rovdyr eller fange byttedyr.
"De er inne i denne stadige tilbakemeldingen i miljøet, " sier han og legger til at de som er tilpasset noen forhold kanskje ikke er i stand til å overleve andre.
David Spiller, prosjektforsker ved University of California, Davis som var involvert i en studie om virkningene av orkanene Irene i 2011 og Sandy i 2012 på befolkningsnivået på kubanske brune anoler ( anolis sagrei ) på små øyer på Bahamas, bekymrer at klimaendringer kan ha negativ innvirkning på denne tilbakemeldingen hvis orkaner blir hyppigere og stadig mer ødeleggende som forutsagt.
"Hvis forstyrrelsene blir enda hyppigere, vil ikke arter bli tilpasset så godt til miljøet, " sier Spiller, som ikke var involvert i Donihues studie. "Det holder dem utenfor likevekten."
Muñoz er enig: "Hva om trekkene som lar deg overleve en betydelig innvirkning er i konflikt med trekkene som vanligvis er valgt under andre årsaker?"
