Dovendyr, møll og alger: et overraskende partnerskap belyser et mysterium

Dovendyr er kjent for sine eksepsjonelt langsomme motoriske ferdigheter og små ansikter som ser ut til å stråle med et nesten naturlig smil. Men mindre kjent er den uvanlige badevanen til visse sloth-arter. Mens tilbringe mesteparten av sin tid i sikkerheten til tre kalesjer, tre-toed dovendyr regelmessig plassere seg i livsfare ved synkende til skogbunnen for å gjøre sitt fornødne. I årevis har forskere forsøkt å finne ut hva som driver denne merkelige og risikable oppførselen. Nå, som skissert i et nylig papir publisert I Proceedings of The Royal Society, mener Hovedforfatter Jonathan Pauli fra University Of Wisconsin-Madison at hans team av forskere har funnet et viktig ledd i dette mysteriet som involverer et uvanlig og gunstig forhold mellom dovendyr, møll og alger.

Innfødt til tropene I Sentral-Og Sør-Amerika, bruker arboreal sloths livet til å spise og hvile i skogens baldakin. For millioner av ar siden divergerte sloths i to forskjellige grupper: to-toed sloths (Choloepus arter) og tre-toed sloths (Bradypus arter). Sloths, som alle arboreal plantelevende pattedyr, har utviklet høyt spesialiserte anatomiske, fysiologiske og atferdsmessige tilpasninger for å overvinne ernæringsmessige og energibegrensninger av deres begrensede livsstil. Deres små til mellomstore kropper må være lette for at trebaldakinen skal støtte vekten. I tillegg utviklet både to-toed og tre-toed sloths foregut fermenterende mage; dette betyr at de må tygge sin svært fibrøse plantebaserte mat to ganger for å fordøye den, først når de spiser planten og igjen etter at maten har gjæret i en spesialisert mage. Men bortsett fra fordøyelsesvaner og langsom mobilitet, fører de to-toed og tre-toed sloths svært forskjellige arboreale livsstil.

en to-toed sloth. Foto Av: Jonathan Pauli.

«hva er interessant er at vi har to av dovendyr; vi har to-toed og tre-toed,» pauli fortalte mongabay.com. » De er faktisk ganske forskjellige, atferdsmessig, økologisk. De divergerte et sted mellom 18-40 millioner år siden og på en evolusjonær tidsskala, det er noe som forskjellen mellom en kalkun og en kylling. Så det bør ikke være for overraskende at deres atferdsøkologi er ganske annerledes også.»

for det første har de to typer sloths forskjellige aktivitetsperioder. To-toed sloths er primært nattlige mens tre-toed sloths er daglige, utfører sine aktiviteter i løpet av dagen. To-toed dovendyr ofte hønsehus i og reise over flere trær innenfor sine 0,5 kvadratmil (1,4 kvadratkilometer) hjem rekkevidde og kan leve i ulike habitattyper. I kontrast, tre-toed sloths demonstrere strengere oppførsel, velger å hønsehus i bare noen få trær av bestemte arter, noe som resulterer i mye mindre områder i snitt en tiendedel av størrelsen på de bebodd av sine to-toed slektninger. Sammen med å okkupere forskjellige trehabitater, viser de to artene også svært forskjellige parringsadferd.

«Tre-toed sloths er sterkt polygame, hvor en mann vil pare seg med mange kvinner og sire avkom,» Pauli sa. «På vår studieplass var en gammel mann ansvarlig for 50 prosent av ungdommene i vår populasjonsprøve. Mens de to-toed sloths er faktisk mer promiskuøse. De viser mer av et åpent parringssystem mellom menn og kvinner.»

En annen merkbar forskjell mellom de to artene er deres diett og metabolisk hastighet. To-toed dovendyr har en svært variert diett bestående av dyr saken, frukt og blader, mens tre-toed dovendyr er mye pickier eaters og livnærer bare på bladene av noen få utvalgte treslag. De tre-toed sloths ‘ giftige, næringsrike diett av bare treblad fører til at den har en eksepsjonelt lav metabolsk hastighet og den langsomste kjente fordøyelseshastigheten til noe pattedyr. Så det er ikke rart at disse sakte bevegelige pattedyrene kalles los perezos – «lazies» på spansk; deres begrensede kosthold og sakte metabolisme gir dem svært lite energi til å gjøre mye annet enn å hvile og spise.

men til tross for deres begrensede energinivå, gjør tre-toed sloths en ukentlig og farlig reise til skogbunnen for å avlede. Ved foten av hoved treet, tre-toed sloth graver et hull i bakken med halen, innskudd sin møkk og dekker opp sin latrine før stigende tilbake i treet baldakin. Denne spesielle oppførselen er ikke bare energiintensiv for dyret, ved å bruke anslagsvis åtte prosent av sitt daglige energibudsjett, men også dødelig farlig. Sloths er ekstremt utsatt for predasjon på eller nær bakken, hvor mer enn halvparten av alle sloth dødsfall oppstår. Så hvorfor tre-toed dovendyr risikere livet for sine bad vaner? Forskere har lenge trodd at det må være skjulte fordeler som driver denne nysgjerrige oppførselen, for eksempel å gjødsle et favoritttre eller kommunisere med andre dovendyr. Pauli og hans team tror imidlertid at svaret kan ligge innenfor miniatyrøkosystemene som blomstrer i sloths pels.

en tre-toed sloth. Foto Av: Jonathan Pauli.

pelsen til et dovendyr dobler som et personlig, spiselig hageøkosystem som huser en samling av ulike mikroorganismer, hvorav mange ikke finnes noe annet sted. Et fremtredende medlem av dette mobile økosystemet er pyralidmoten (Kryptoser) hvis hele livssyklusen er avhengig av dovendyret. Når en dovendyr ned til skogbunnen for å gjøre sitt fornødne, en gravid kvinne møll vil forlate henne vert og legge sine egg direkte i sloth møkk. Larvene utvikler seg helt innenfor møkk, og når de dukker opp som voksne de flyr inn i kalesjen for å søke etter paring begrunnelse i dovendyr pels, og dermed fortsetter møll livssyklus. Etter å ha observert hvordan møllene drar nytte av deres forhold til sloths, lurte forskerne på om sloths får noe fra denne foreningen.

For å svare på dette spørsmålet, gjennomførte Pauli Og hans team et eksperiment som sammenlignet to arter av dovendyr i Costa Rica: Den brune-throated tre-toed sloth (Bradypus variegatus), som defecates på bakken, Og Hoffmanns to-toed sloth (Choloepus hoffmanni), som defecates fra treet baldakin og noen ganger på bakken. De undersøkte prøver av sloth pels, samlet møll ved hjelp av et «hvirvelløst vakuum» og analyserte den kjemiske sammensetningen av alger som lever i pelsen. De fant at alle tre er sammenkoblet; hvis en individuell sloth har flere møll i pelsen, vil den også ha flere alger og nitrogen. Tre-toed sloths ble observert a ha flere av alle tre komponentene i deres pels enn to-toed sloths, som ikke våger seg til bakken sa ofte.

gjennom de ulike stadiene i livssyklusen kan pyralidmøller transportere næringsrikt avfall fra dovendyr eller kanskje legge nitrogen til dovendyr for å erstatte det som har dekomponert. I Tillegg mener Pauli at egenskapene til individuelle sloth hår kan hjelpe dyrking prosessen.

» det er en viktig felleshet, » Sa Pauli. «har denne komplekse mikrobiota som oppstår i pelsen deres . Og det virker delvis for meg at disse hårene enten har spor eller sprekker som har kapasitet til å holde vann, og så lager de nesten denne hydroponiske lunden for alger som skal dyrkes og møll som gjødsler det, alt innenfor det komplekse samspillet mellom mikrobiota i pelsen.»

dyrking av alger i dovendyr pels er svært viktig fordi forskerne fant at algevekst er en viktig kilde til mat for dovendyr. For å sjekke om alger kan fordøyes av dovendyr, blandet forskerne sloth pels med bakterier fra en ku mage, som har lignende egenskaper til en dovendyr mage, og fant alger å være lett fordøyelig. Ved å analysere algernes kjemiske forbindelser, fant forskerne at den inneholder samme mengde karbohydrater og protein som treet forlater som dovendyr normalt spiser. I tillegg inneholder den tre til fem ganger mer fett, noe som gir mye trengte kosttilskudd til dovendyrets ellers næringsfattige kosthold. Den grønne algeveksten er også hypotesert for å hjelpe dovendyr å blande seg med deres løvrike habitat, noe som gir dem ekstra kamuflasjebeskyttelse mot rovdyr.

det er imidlertid fortsatt noen manglende brikker til dette evolusjonære puslespillet. Pauli og hans team har ennå ikke beregnet hvor mye energi sloths mottar fra algforbruk og om det gir nok ekstra «drivstoff» for å dekke energiforbruket til å reise til bakken en gang i uken. Men dette treveis mutualistiske forholdet mellom dovendyr, møll og alger kan bidra til ytterligere forståelse av hvordan disse langsomme, tilsynelatende sårbare dyrene har tilpasset seg sitt miljø og vedvarte i millioner av år.

«For Århundrer siden sa Den tidlige evolusjonære franske biologen Buffon noe til effekten,» Dovendyr er en egenskap borte fra å bli utryddet, » Sa Pauli. «Bare fordi de har en unik strategi eller fordi de virker så sløv og føyelig, betyr ikke at de er akutt tilpasset systemet der de befinner seg. Kanskje denne historien, disse gjensidighetene som vi ser i pelsen deres, bidrar til å avsløre hvor godt tilpasset de virkelig er å leve i sitt naturlige økosystem.»

Sitater:

Mindre enn 100 pygmy sloths overleve

(05/24/2012) pygmy tre-toed sloth (Bradypus pygmaeus) er en av verdens mest truede pattedyr, ifølge en detaljert undersøkelse av befolkningen, som fant mindre enn 100 sloths hengende på i deres øyhjem. Bare beskrevet av forskere i 2001, bor pygmy sloth på en enkelt ubebodd øy utenfor Panama-kysten. Men menneskelige påvirkninger, som avskoging av øyas mangrover, kan presse arten til utryddelse.

Glemte Arter: den marooned pygmy tre-toed sloth

(03/16/2010) mange anser tropiske øyer mini-paradiser: helligdommer avskåret fra resten av verden. Noen arter blomstrer på øyer av samme grunn. Med få rovdyr og et stort sett konsistent miljø, når en art har komfortabelt tilpasset seg sitt habitat, er det lite å gjøre, men trives. Det er til noe endres: som mennesker dukker opp. Endringer i lukkede øyas økosystemer har ofte store og raske konsekvenser, for raske og for store for marooned arter å overleve.

den raskere, sterkere og alltid overraskende sloth, et intervju Med Bryson Voirin

(10/25/2009) Sloths sover hele dagen; de er alltid sakte; og de er milde dyr. Dette er bare noen av de populære misforståelsene som sloth-forsker Og ekspert tree-klatrer, Bryson Voirin, vrir seg. Etter å ha vokst opp blant De ville skapningene I Florida, tilbringer sine high school år I Tyskland, og tjene En Bachelorgrad i biologi og miljø Ved New College Of Florida, Voirin funnet sitt kall. På Den Nye College Of Florida, Voirin » møtte Meg Lowman, den berømte baldakin pioner som oppfant mange av tre klatring teknikker alle bruker i dag.»