Twarde jak skała

Kiedy pierwsze słoneczne dni w marcu zaczynają roztapiać zamarznięte pozostałości zimy w północnowschodnich Stanach Zjednoczonych, członkowie pradawnej linii rodowej zwierząt przygotowują się do powrotu do życia. Przez większość roku ich środowisko jest suche jak pieprz, ale kiedy ostatnie płaty śniegu zamieniają się w wodę, pokryte liśćmi zagłębienia w poszyciu lasu nagle zamieniają się w małe, ulotne sadzawki. Te sadzawki wiosenne, przemijające zbiorniki wody, znowu znikną, gdy przyjdzie lato, ale teraz tworzą unikatowy ekosystem wodny. Woda szybko wypełnia się tysiącami maleńkich zwierząt, początkowo nie większymi niż kropka na końcu tego zdania, ale w ciągu kilku tygodni osiągającymi długość niemal połowy małego palca. Są to amerykańskie dziwogłówki wiosenne (Eubranchipus vernalis),członkowie gromady skorupiaków znanych jako skrzelonogi, a te zwierzęta były już obecne w morzach kambryjskich pół miliarda lat temu, zanim jakiekolwiek rośliny w ogóle zastanawiały się nad opuszczeniem wody na rzecz środowisk lądowych.

Patrząc na delikatne, miękkie ciało amerykańskiej dziwogłówki wiosennej trudno sobie wyobrazić, jak organizmy na oko tak kruche mogły przetrwać przez tak długi czas. Wyjmij jedną z wody, a po kilku sekundach nie żyje. Pozwól na spadek poziomu tlenu w sadzawce, a zmiata to całą populację. Jedna ryba, gdyby jej dać okazję, prawdopodobnie wykończyłaby wszystkie w jeden dzień, ale na szczęście ryby nie funkcjonują dobrze w sadzawkach, które istnieją tylko kilka miesięcy w roku. Kruchość dziwogłówek wiosennych jest jednak tylko ułudą, bo w tym, co się liczy, są twarde jak skała. 

Jeśli mieszkasz w miejscu tak przelotnym jak sadzawka wiosenna – która teraz istnieje, ale za kilka miesięcy jej nie ma - w środowisku o nieprzewidywalnym czasie trwania i często niepewnym pojawieniu się, lepiej przygotuj solidną strategię przetrwania i zbuduj swoje życie wokół niej. Po pierwsze, kiedy pojawia się właściwe środowisko, musisz rozwijać się szybko i osiągnąć dojrzałość płciową zanim zabiją cię zmieniające się warunki. Po drugie, potrzebujesz metody utrzymania przy życiu twojej linii genetycznej, także kiedy nie ma już środowiska, w jakim możesz przeżyć. I, po trzecie, przygotuj się na nieprzewidywalne katastrofy, takie jak nagłe wyschnięcie sadzawki zanim jesteś gotowa na stworzenie nowego pokolenia. Jeśli bowiem nie uda ci się w którymkolwiek z tych trzech punktów, twój gatunek nie wyjdzie poza pierwsze pokolenie. Dziwogłówki wiosenne, mimo swojej niepozornej budowy ciała, są mistrzami przetrwania w najbardziej wrogich i niestabilnych środowiskach i bezbłędnie wykonują ten trzypunktowy plan działania.

Gdy tylko tworzy się sadzawka wiosenna, otwierają się błony otaczające w pełni ukształtowane embriony dziwogłówek z poprzedniego roku i wyłaniają się malutkie, pływające larwy. Natychmiast zaczynają żerować na mikroskopijnych algach i bakteriach już obecnych w wodzie i rosną jak szalone. Przez pierwszych kilka dni życia noworodki dziwogłówki wiosennej, znane jako pływiki (nauplii) wydłużają się o jedną trzecią i niemal codziennie podwajają wagę. Po mniej więcej miesiącu zwierzęta są w pełni dorosłe. Jedna para czułek samców rozwija się w wielkie, podobne do poroża wyrostki, żeby pomóc im złapać i przytrzymać partnerki, podczas gdy samicom rosną na brzuchach duże torby na jajeczka. Kilka dni później samice składają duże lęgi otoczek, jajeczek z już rozwijającymi się embrionami, i umierają wkrótce potem. Niebawem poziom wody w sadzawce zaczyna opadać i w czerwcu zazwyczaj nie ma już śladu tętniącego wcześniej życiem środowiska wodnego.

Ale wewnątrz otoczek, pod cienką warstwą ziemi, embriony są jak najbardziej żywe. Powoli kontynuują rozwój, ale przez wiele lat mogą pozostawać w stanie uśpionym, bez wody, smażące się w słońcu lub zamarznięte w lodzie. Ich zewnętrzna skorupka jest niemal wodoszczelna i dość lepka. Ta lepkość wyjaśnia nagłe pojawianie się amerykańskich dziwogłówek wiosennych w najbardziej nieoczekiwanych miejscach, włącznie ze starymi oponami napełnionymi wodą. Zabierają się bowiem w podróże na nogach ptaków i innych zwierząt. Otoczki potrafią przetrwać zanurzenie w gotującej się wodzie i płynnym powietrzu (-194.35 °C lub -317.83°F), co jest jednym z powodów, dla których NASA używała tych organizmów do sprawdzania możliwości przetrwania życia poza atmosferą Ziemi.

Kolejnej wiosny, jeśli wszystko pójdzie zgodnie z planem, woda z topniejącego śniegu obudzi uśpione embriony i w ciągu kilku dni przebiją one skorupę swoich malutkich kapsuł przetrwania. Ale nie wszystkie. Tylko część otoczek reaguje na pierwsze pojawienie się wody, podczas gdy inne trwają nadal w drzemce. Jeśli sadzawka wyschnie przedwcześnie, jak to się czasami zdarza podczas szczególnie ciepłych wiosen, niemal wszystkie wcześnie wyklute larwy umierają, a druga porcja larw wyłoni się tylko, jeśli sadzawka znowu napełni się wodą. Okazuje się, że niektóre otoczki w lęgu czekają przez osiem cykli moczenia i wysychania zanim wreszcie zdecydują się wykluć. Amerykańskie dziwogłówki wiosenne rozwinęły tę pomysłową strategię gwarantowania swoich stawek reprodukcyjnych w odpowiedzi na nieobliczalną naturę ich środowiska i najwyraźniej świetnie im to służy.

Tough as nails

2 marca 2014

Tłumaczenie: Małgorzata Koraszewska

Piotr (Peter) Naskręcki

Entomolog, fotograf, popularyzator nauki. Ukończył studia na Uniwersytecie im. Adama Mickiewicza w Poznaniu, doktorat na University of Connecticut, pracuje w Museum of Comparative Zoology, Harvard University.

Piotr Naskręcki prowadzi znakomity blog naukowy  The Smaller Majority.  Jego zdjęcia owadów (i nie tylko owadów) fascynują i kuszą, żeby je sobie natychmiast ściągnąć. Nie należy tego jednak robić bez pozwolenia,  gdyż zarówno zdjęcia, jak i teksty zastrzeżone są prawami autorskimi.