Natal målsökning

Natal homing , eller natal philopatry , är den målsökande processen genom vilken vissa vuxna djur återvänder till sin födelseplats för att fortplanta sig. Denna process används främst av vattenlevande djur, såsom havssköldpaddor och Stillahavslax . Forskare tror att de viktigaste ledtrådarna som används av djuren är geomagnetiska avtryck och luktsignaler. Fördelarna med att återvända till den exakta platsen för ett djurs födelse kan till stor del vara förknippade med dess säkerhet och lämplighet som grogrund. När sjöfåglar, som lunnefågeln , återvänder till sin häckningskoloni, som mestadels finns på öar, är de säkra på ett lämpligt klimat och en tillräcklig brist på landbaserade rovdjur.

Havssköldpaddor som föds i ett område skiljer sig genetiskt från sköldpaddor som föds i andra områden. De nykläckta ungarna beger sig ut på havet och hittar snart lämpliga födoplatser, och det har visat sig att det är till dessa utfodringsplatser de återvänder snarare än till själva stranden där de började sitt liv. Laxen börjar sina liv i sötvattenströmmar och vandrar så småningom nerför floden och sköljs ut i havet. Deras förmåga att resa tillbaka, flera år senare, till flodsystemet där de lekte tros vara kopplad till luktsignaler, "smaken" av vattnet. Atlantisk blåfenad tonfisk leker på både de östra och västra kusterna av Atlanten men blandas när de livnär sig i mitten av havet. Juvenil tonfisk som har märkts har tydligt visat att de nästan undantagslöst återvänder till den sida av Atlanten där de lekte.

Olika teorier har framförts om hur djuren hittar hem. Den geomagnetiska präglingshypotesen säger att de är präglade med det unika magnetfält som finns i deras födelseområde. Detta är en rimlig teori men har inte bevisats förekomma. Stillahavslaxen är känd för att vara präglad på vattenkemin i deras hemflod, ett faktum som har bekräftats experimentellt. De kan använda geomagnetisk information för att komma nära kusten och sedan fånga upp luktsignalerna. Vissa djur kan göra navigeringsfel och hamna på fel plats. Om de framgångsrikt häckar på dessa nya platser kommer djuret att ha breddat sin avelsbas, vilket i slutändan kan öka artens chanser att överleva. Andra, okända navigeringsmedel kan vara inblandade, och ytterligare forskning behövs.

Havssköldpaddor

Det finns flera olika sorters marina djur som uppvisar natal homing. Den mest kända är havssköldpaddan . Loggerhead havssköldpaddor tros visa två olika typer av målsökning. Den första kommer i livets tidiga skeden. När djuren först ger sig ut på havet bärs djuren ut av tidvatten och strömmar med lite simning involverad. Nyligen genomförda studier visar nu att djuren visar att de söker sig till matplatser nära deras födelseplats.

Sköldpaddor på en specifik födelsestrand visar skillnader i deras mitokondriella DNA- haplotyper som skiljer dem från sköldpaddor i andra häckningsområden. Många sköldpaddor från samma stränder dyker upp på samma utfodringsplatser. När hon har nått könsmognad i Atlanten gör honan den långa resan tillbaka till sin födelsestrand för att lägga sina ägg. Loggerhead havssköldpaddan i Nordatlanten täcker mer än 9 000 miles tur och retur för att lägga ägg på den nordamerikanska stranden.

Lax

Migrationen av lax från norra Stilla havet från havet till deras lekmiljö i sötvatten är en av de mest extrema migrationerna i djurriket. En laxs livscykel börjar i en sötvattenström eller flod som dumpar i havet. Efter att ha tillbringat fyra eller fem år i havet och uppnått sexuell mognad återvänder många laxar till samma vattendrag som de föddes i för att leka. Det finns flera hypoteser om hur lax kan göra detta.

En hypotes är att de använder både kemiska och geomagnetiska signaler som gör att de kan återvända till sin födelseplats. Jordens magnetfält kan hjälpa fisken att navigera i havet för att hitta lekområdet. Därifrån lokaliserar djuret var floden dumpar i havet med de kemiska signaler som är unika för fiskens födelseström.

Andra hypoteser bygger på det faktum att lax har ett extremt starkt luktsinne. En hypotes säger att laxen behåller ett avtryck av lukten från sin födelseström när de vandrar nedströms. Genom att använda detta minne av lukten kan de återvända till samma ström år senare. En annan luktrelaterad hypotes säger att laxungarna släpper ett feromon när de vandrar nedströms, och kan återvända till samma bäck flera år senare genom att lukta på feromonet de släppte ut.

Blåfenad tonfisk

Atlantisk blåfenad tonfisk leker på både östra och västra kusterna av Atlanten . När en blåfenad tonfisk kläcks finns det ett kemiskt avtryck i djurets otoliter baserat på vattnets kemiska egenskaper. Fiskar födda i olika regioner kommer att visa tydliga skillnader här. Studier av den kommersiella fiskeindustrin i USA visar att populationen av blåfenad tonfisk i Nordatlanten består av fisk som kommer från båda kusterna. Medan fisken kan leva i närheten ute i Atlanten, återvänder de till sin födelseregion för att leka. Elektronisk märkning gjord under flera år visade att 95,8 procent av de åringar som märkts i Medelhavet återvände dit för att leka. Resultaten för Mexikanska golfen var 99,3 procent. Med överfisket av denna art har forskare mycket att lära sig om deras lekvanor för att upprätthålla befolkningen för både en pålitlig födokälla och ett hälsosamt ekosystem.

Atlantiska lunnefåglar

Atlantiska lunnefåglar tillbringar vintern till havs och återvänder sedan till födelseplatserna, vilket har visat sig av ringmärkande fåglar . Häckningsplatserna är vanligtvis ogästvänliga klipptoppar och obebodda öar. Fåglar som togs bort som kycklingar och släpptes på andra ställen visade sig visa trohet mot sin befrielsepunkt snarare än mot sin födelseplats.

Navigationsverktyg

Geomagnetisk prägling

En idé om hur djur åstadkommer natal homing är att de präglar det unika magnetfält som finns i deras födelseområde och sedan använder denna information för att återvända år senare. Denna idé är känd som "geomagnetic imprinting hypothesis" Konceptet utvecklades i ett 2008-dokument som försökte förklara hur havssköldpaddor och lax kan återvända till sina hemområden efter att ha vandrat hundratals eller tusentals kilometer bort.

I djurbeteende avser termen "avtryck" en speciell typ av lärande. Exakta definitioner av prägling varierar, men viktiga aspekter av processen inkluderar följande: (1) inlärningen sker under en viss, kritisk period, vanligtvis tidigt i djurets liv; (2) effekterna varar länge; och (3) effekterna kan inte lätt modifieras. För natal homing är konceptet att djur som havssköldpaddor och lax trycker på magnetfältet i sitt hemområde när de är unga, och sedan använder denna information för att återvända år senare.

Geomagnetisk prägling har inte visats förekomma, men det verkar vara rimligt av flera skäl. Jordens magnetfält varierar över jordklotet på ett sådant sätt att olika geografiska områden har olika magnetfält associerade med sig. Havssköldpaddor har också ett välutvecklat magnetiskt sinne och kan detektera både intensiteten (styrkan) av jordens fält såväl som lutningsvinkeln (vinkeln med vilken fältlinjerna skär jordytan). Det är alltså troligt att havssköldpaddor, och kanske också lax, kan känna igen sina hemområden med hjälp av de distinkta magnetfält som finns där.

Kemiska signaler och luktavtryck

Stillahavslaxen är känd för att prägla den kemiska signaturen hos sin hemälv. Denna information hjälper laxen att hitta sin hemälv när de når kusten från öppet hav. I de flesta fall tros kemiska signaler från floder inte sträcka sig särskilt långt ut i havet. Således använder lax troligen två olika navigationssystem i följd när de vandrar från öppet hav till sina lekplatser. Den första, möjligen baserad på jordens magnetfält (se Geomagnetic Imprinting ovan), används i det öppna havet och för förmodligen laxen nära sin hemälv. När de väl är nära hemmaälven kan laxen använda luktsignaler (kemiska) för att hitta sitt lekområde.

Många av de klassiska studierna som visar luktavtryck i lax utfördes av Arthur Hasler och hans kollegor. I ett särskilt berömt experiment präglade unga laxar konstgjorda kemikalier och släpptes ut i naturen för att utföra sina normala vandringar. Nästan alla unga fiskar återvände till samma bäck som också hade konstgjorts med samma kemikalier, vilket bevisar att fisken använder kemiska signaler för att återvända till sin födelseregion.

Effekten av termisk förorening på natal målsökning (chum lax)

Termisk förorening , som hänvisar till försämring av vattenkvaliteten genom att ändra den omgivande vattentemperaturen, har en allvarlig effekt på födselsökningen av Chum-lax . Chum lax är en typisk kallvattenfisk som föredrar vatten runt 10 grader Celsius. När vattentemperaturen höjs på grund av termisk förorening, tenderar Chum lax att dyka ner i djupt vatten för termoreglering . Detta minskar tiden Chum-laxen tillbringar i ytvattenpelaren och minskar chansen för Chum-laxen att närma sig natalfloden eftersom den kemiska signalen för natal-hemsökning är koncentrerad till ytvatten.

Evolution

Det har studerats och registrerats av forskare att vid en strand i östra Mexiko, där Kemps ridley-sköldpaddor häckar, ett navigeringsfel från lutningsvinkeln under en period av ett decennium skulle leda sköldpaddorna bara inom ett genomsnitt av 23 kilometer (14 mi) från deras födelseregion. Andra platser resulterade i navigeringsfel på över hundra kilometer under samma tidsperiod. Resultat från denna studie visar att navigeringsverktyget för geomagnetisk prägling tros bara navigera de marina djuren nära där de föddes och att djuren förlitar sig på kemiska signaler från bifloder och floder för att leda dem tillbaka till sin födelseplats.

Dessa navigeringsfel har faktiskt stärkt den evolutionära egenskapen hos födelsehemsökning för marina djur genom att resultera i att vissa djur förirrat sig från sin födelseplats. De flesta djur återvänder till sin födelseregion eftersom de vet att det är en säker plats att lägga sina ägg på. Dessa regioner kommer vanligtvis att ha få rovdjur, rätt temperatur och klimat, och kommer att ha rätt typ av sand för sköldpaddor eftersom de inte kan lägga ägg i våta och leriga miljöer.

De få djur som inte återvänder till sin födelseregion och förirrar sig till andra platser för att föröka sig kommer att ge arten en mängd olika platser för reproduktion, så om de ursprungliga födelseplatserna har ändrats kommer arten att ha expanderat till fler platser och kommer att i slutändan öka artens överlevnadsmöjligheter.

Framtida forskning

Även om forskare har studerat marina djur som utför natal homing i åratal, är de fortfarande inte övertygade om att geomagnetisk prägling och kemiska signaler är de enda navigeringsverktyg de använder för sina otroliga migrationer. Det återstår fortfarande mycket mer forskning att göra tills forskarna helt kan förstå hur dessa djur kan resa så långa avstånd för att fortplanta sig. Lyckligtvis, allt eftersom tekniken har gått framåt, finns det nu flera verktyg tillgängliga för forskare som dataloggrar utrustade med magnetometrar som enkelt kan fästas på djuren. De ger inte bara data som visar djuret i förhållande till jordens magnetfält, utan vissa ger även latitud utifrån detta, longitud baserat på ljusnivåer, temperatur, djup etc. Popup-satellitarkivtaggar används för att samla in data och har möjligheten att överföra dessa data via Argos System -satelliter till forskaren.

Se även

Anteckningar

Hämtad från " https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Natal_homing&oldid=1064947514 "