https://frosthead.com

Disecarea organelor genitale de molie în numele științei

Este imediat după apusul soarelui și stau într-un camion printre dunele albe albite ale Monumentului Național pentru Nisipurile Albe din New Mexico, așteptând să cadă întunericul pe deplin. M-am aventurat aici cu entomologul Eric Metzler în urmărirea unora dintre cele mai bogate creaturi care ies din aceste dune: molii.

Continut Asemanator

  • Care este diferența dintre molii și fluturii și mai multe întrebări ale cititorilor noștri

Odată ce este destul de întunecat, ne îndreptăm către o serie de lumini negre pe care le-am prins pe o linie de haine pentru a atrage clapele tăcute. Sub strălucirea purpurie a configurației, văd primul nostru exemplar zburlind spre mine pe pământ.

„Excelent!”, Spune Metzler, recunoscând imediat specia. „Asta e whitesandensis, fantastic”, adaugă el în timp ce îmi înmânează o placă de sticlă și plută pentru a o colecta.

Metzler colectează regulat molii aici din 2007 în numele Serviciului Parcului Național. Un entomolog pensionat care deține încă funcții de adjunct la Universitatea de Stat Michigan și la Universitatea de Stat din New Mexico, Metzler a fost încântat să descopere Protogygia whitesandensis - prima specie autohtonă de molie găsită vreodată în White Sands - în primul an de studiu. De atunci, a găsit o uimitoare 600 de specii, incluzând peste 50 de persoane complet noi pentru știință pe care le-a catalogat în Colecțiile naționale ale lui Smithsonian.

De ce un mediu aspru, dezolant, care primește doar 10 centimetri de ploaie anual și care se leagă între extremele temperaturi vaste ar conține o asemenea diversitate neobișnuită este încă un mister. „Acesta este un număr extrem de mare, mai ales ținând cont de cât de arid este peisajul”, spune Metzler. Și mulți entomologi nu sunt conduși în mod special să afle de ce, adaugă el, având în vedere că există atât de multe insecte carismatice de studiat.

Însă Metzler și-a angajat sfârșitul carierei să disecă cu atenție sute de molii pentru a le înțelege mai bine evoluția. Metzler a fost captivat de aceste insecte sclipitoare încă din copilărie. A început să strângă fluturi, dar a trecut la molii când s-a ocupat cu o slujbă de zi în liceu și nu a putut decât să strângă noaptea.

„Am descoperit că există mult mai mulți molii decât fluturii”, spune el, la fel de fascinat de ei la vârsta de 72. „Nu aș rămâne niciodată din molii”.

Oamenii de știință estimează că știm doar 20 la sută din toate speciile de molii din lume, comparativ cu aproximativ 90 la sută din cele 20.000 specii de fluturi. Asta pentru că există de aproximativ 30 de ori mai multe specii de molii, spune Robert Robbins, un curator din departamentul de entomologie al Smithsonianului care studiază evoluția fluturilor. De asemenea, Robbins este de acord că știm mai puțin despre molii decât fluturii pur și simplu pentru că nu sunt la fel de atrăgătoare.

„În general, imaginea molii este că sunt păroși și îți mănâncă puloverele de lână”, spune Robbins.

Metzler stabilește lumini și o foaie albă pentru a atrage molii pentru colectare. (Laura Poppick) Monumentul național White Sands este alcătuit din 275 mile pătrate de dune de gips, ceea ce îl face cel mai mare câmp de dună de gips din lume și un mediu extrem pentru ca orice animal să-și facă casa. (Laura Poppick) Metzler a descoperit mai mult de 600 de specii de molii în Monumentul Național Nisipurile Albe din 2007. (Laura Poppick) Cea mai bună modalitate de a distinge două specii de molii este prin disecarea organelor genitale. Deasupra se află genitale masculine ale Protogygia whitesandensis, o specie endemică a Nisipurilor Albe. Aedeagusul, pe dreapta, transferă sperma la femelă. (Eric Metzler) Metzler captează moliile în flacoane și le depozitează pe gheață până le poate analiza în laboratorul său. (Laura Poppick)

Spre ochiul neîngrădit, multe molii de Nisipurile Albe arată exact la fel: o anvergură de aproximativ un inch, cu corpuri cenușii pufoase și aripi culoarea albă distinctivă a dunelor de gips. Cu toate acestea, pentru ochiul de expert, există distincții. Pentru a le analiza, Metzler se bazează pe analize moleculare pentru a separa ADN-ul molilor. Dar el folosește, de asemenea, metoda încercată și adevărată de disecție a organelor genitale de molii - obositoare, dar cea mai bună modalitate de a distinge vizual speciile.

Prin această lucrare, Metzler a ajuns să creadă că Nisipurile Albe ar putea avea cea mai mare diversitate de molii native din țară, la fel cu ratele de diversitate găsite la alte animale din Insulele Galapagos.

Robbins spune că analiza strânsă a Metzler cu privire la Nisipurile Albe ar putea contribui la înțelegerea noastră limitată a evoluției molii. Deoarece molii și fluturii nu se păstrează bine ca și fosilele, oamenii de știință nu au o idee bună despre ceea ce ar trebui să fie o evoluție „normală”. Știm însă dunele de Nisipuri Albe formate în ultimii 10.000 de ani, ceea ce înseamnă că toate molii endemici din această regiune ar fi putut evolua și în acest interval de timp.

„Dacă toate aceste specii ar putea evolua în 10.000 de ani, este destul de uimitor”, spune Robbins.

Pentru a descoperi acest fenomen, Metzler petrece nenumărate ore stând la microscop la laboratorul său de acasă din Alamogordo, la o jumătate de oră cu mașina de White Sands. (După aprecierea sa, soția lui Pat nu-i pasă de miile de molii pe care le stochează în congelatoare în garajul și bucătăria lui.) Când mă alătur cu el în laboratorul său, îmi arată o molie de sex feminin de mărimea unei unghiuri de unghie fixată pe un bord și-mi dă un tobogan care conține organele genitale ale acelei specii.

Tot ce văd este o pete pătată. „Există ceva pentru acea distrugere atunci când este suficient de mare”, spune Metzler în timp ce se învârte în jurul scaunului său și aranjează diapozitivul la microscop. Când o privesc sub o mărire de 40 de ori, nămolul apare ca un organ delicat în formă de meduză numit corpus bursa - sacul în care femela colectează spermă. „Când îl priviți la microscop, este foarte atrăgător”, spune Metzler. Trebuie să fiu de acord.

Dacă totul merge bine, Metzler poate pregăti un diapozitiv de organe genitale într-o singură zi. În primul rând, el rupe abdomenul și îl înmoaie în hidroxid de potasiu, un ingredient din Drano. Acest lucru dizolvă tot țesutul moale, pe care îl alunecă cu o pensulă lăsând în urmă doar exoscheletul și organele genitale - singurele părți din materialul dur numit chitină, aceleași lucruri găsite în unghiile și părul uman.

Odată ce totul este așezat în mod clar și colorat pe diapozitive, el se uită să vadă dacă organele de la un bărbat și o femeie se potrivesc cu „încuietoare și cheie”, adică sunt din aceeași specie. Dar acest lucru nu este întotdeauna discernibil pentru ochii umani. Când nu poate identifica o specie doar uitându-se la organul sau tiparul de aripi, își consultă biblioteca și trimite imagini colegilor. Dacă este încă împiedicat, trimite o probă de picioare la Universitatea din Guelph din Ontario - cel mai mare depozit de molii din America de Nord - pentru analiză moleculară.

Entomologii nu sunt de acord cu ceea ce definește o specie distinctă de molie, spune Robbins, iar unii susțin că molii Metzler nu sunt toate distincte. Dar, după standardele larg acceptate de a avea genitale diferite și coduri de bare moleculare, spune el, cele 600 de molii de nisipuri albe diferă ca specii distincte. „În conformitate cu standardele normale, acestea sunt specii distincte și nu este ceva care a anticipat nimeni înainte ca [Metzler] să se mute acolo”, spune Robbins.

James Mallet, un entomolog de la Universitatea Harvard care studiază evoluția fluturelor și speciația, se întreabă dacă ar fi găsite rate similare de endemism în altă parte, dacă s-ar face același tip de studiu pe termen lung. „Există relativ puțini entomologi și zone relativ mari în Statele Unite pentru a studia”, subliniază el.

Dar Mallet observă că Nisipurile Albe conțin specii de plante care au fost decimate prin pășunat și dezvoltare în altă parte din sud-vestul, ceea ce îl face un loc deosebit de valoros pentru a explora noi asociații de specii și specii. „Cred că este fantastic că studiază acest domeniu, merită să fie studiat”, spune Mallet.

Ceea ce face și mai remarcabil faptul că, dacă Metzler nu ar fi decis să se retragă în sudul New Mexico, probabil că molii ar fi fost nedescoperiți. După cum afirmă Robbins: „Vorbim despre o descoperire incredibilă făcută doar întâmplător”.

Disecarea organelor genitale de molie în numele științei