Gatunki ewoluują ekstremalne adaptacje, aby sprostać rygorom środowiska. Mikroby kwitną we wrzących źródłach Yellowstone; kangury mogą żyć bez popijania wody w palącym południowo-zachodnim USA; motyle monarchy mogą przebyć 3000 mil, aby cieszyć się odrobiną meksykańskiego słońca. Aby skolonizować nowe siedliska, zdeterminowane małe ryby wspinają się po hawajskich wodospadach przy pomocy przyssawek, jak zabawki z odwrotną ścianą.
Ta rybopodobna ryba, babka wspinaczkowa Nopili, należy do rodziny Gobiidae. Babki są jedną z największych rodzin ryb na świecie, a około 2000 gatunków dzieli tę nomenklaturę. Wielu żyje w strumieniach na wulkanicznych wyspach takich jak Hawaje, gdzie życie tych małych, wszechstronnych ryb nie jest łatwe. Ich domy nad strumieniem często podlegają lawom, huraganom i gwałtownym powodziom - a mimo to babki się utrzymują. Kiedy osuwisko tworzy pionowe przeszkody lub burza przerabia przepływ wody, te wytrwałe ryby nieuchronnie pojawiają się w nowym siedlisku powyżej, nawet jeśli są oddzielone od dolnych obszarów przez strome wodospady.
Aby osiągnąć ten wyczyn, babki polegają na ich wyjątkowej ewolucji. Wszystkie babki mają przyssawkę brzuszną, utworzoną przed tysiącami lat, kiedy stopiły się płetwy miednicy przodków. Aby skalować wodospady, większość ryb korzysta z tak zwanego wspinania „powerburst”. Przymocowują się do śliskiej ściany za wodospadem za pomocą przyssawki brzusznej, a następnie szybko falują ogony, co skutkuje migoczącym działaniem, które powoli napędza ich wymachujące, ssące ciała do wodospadu.
Babka wspinająca się po skałach Nopili przenosi ssanie ścian na wyższy poziom. Jego pysk, umieszczony na spodzie głowy, jak czystsza ryba, tworzy potężny przyssawkę, za pomocą której wspina się po wodospadach. Podobnie jak alpinista, na zmianę przykleja się do ściany przyssawkami do jamy brzusznej i jamy ustnej, powoli, ale stopniowo wspinając się po czystej, mokrej skale. Na Hawajach te ryby wspinają się po wodospadach o wysokości prawie 330 stóp.
Więc w jaki sposób babka wspinająca się po skałach Nopili zdołała przystosować się do tego super ssącego ust, podczas gdy wszyscy jej krewni musieli to zrobić, używając tylko marnego przyssawki brzusznej? Kluczem prawdopodobnie jest strategia żywienia gatunku. Większość innych babek żywi się małymi bezkręgowcami lub innymi rybami, ale babka wspinająca się po skałach Nopili woli zeskrobać małe kawałki glonów, zwane okrzemkami, ze skał, wykonując ruch ssania w ustach, odzwierciedlając te same ruchy, których używa się do wspinania się po ścianach. Dla naukowca zajmującego się ewolucją nasuwa się pytanie, czy pysk ryby najpierw ewoluował do jedzenia, a następnie przeniósł się do ssania przez ścianę lub odwrotnie. Naukowcy nazywają ten rodzaj ewolucyjnej kooperacji „wyjątkami”.
Naukowcy z Clemson University i Saint Cloud State University chcieli złamać tę zagadkę z kurczakiem lub jajkiem, dlatego postanowili porównać ustne mechanizmy karmienia z wspinaniem się w babce wspinaczkowej Nopili. Jeśli ryba wykorzystuje swoje usta na dwa bardzo różne sposoby do karmienia i wspinania się, wówczas ekscytacja prawdopodobnie nie zasługiwałaby na uznanie za interesującą adaptację. Z drugiej strony, jeśli te same ruchy były odtwarzane dla obu czynności, to ryba mogła po prostu zastosować regularną aktywność (karmienie lub wspinanie się) do nowej roli.
Naukowcy założyli sprzęt do nurkowania i zgarnęli kilka ssących ścianę babek ze strumienia Hakalau na Hawajach w 2005 i 2011 r. Przenieśli ryby do laboratorium, gdzie zaobserwowali wzorce żywienia badanych przez nich przy użyciu szybkich kamer wideo przymocowany do różnych stron akwarium. W innym zbiorniku naukowcy stworzyli również sztuczny wodospad za pomocą pleksiglasu umieszczonego pod kątem 62 stopni. Rzucili wyzwanie pozostałym rybom, aby wspięli się na tę ścianę i filmowali je podczas swoich wysiłków związanych ze skalowaniem wodospadu.
Na podstawie filmów naukowcy zidentyfikowali 23 anatomiczne punkty orientacyjne związane z karmieniem i wspinaniem się. Po statystycznej analizie ich wyników naukowcy opublikowali w artykule opublikowanym w zeszłym tygodniu w artykule PLoS One, że odkryli, że ruchy wspinaczki i karmienia babki Nopili różniły się znacznie. Innymi słowy, ryby używają różnych ruchów do karmienia i wspinania się. Różnice były jednak niewielkie, a niektóre zachowania były tak podobne, że można je było prawie nałożyć na siebie. Zagadkowa kombinacja podobieństw i różnic zaskoczyła badaczy i zdali sobie sprawę, że potrzebne będą dalsze badania, zanim ostatecznie będą mogli dokuczać ewolucyjnej historii gatunku w zakresie żywienia i ssania.
„Jednak ścisłe podobieństwo między kinematyką karmienia i wspinania się może nie być uczciwym oczekiwaniem, nawet gdyby nastąpiło uniesienie”, piszą w swoim artykule. „Może nie być uzasadnione oczekiwanie, że wzorce jednego zachowania pozostaną całkowicie niezmienione po zastosowaniu do innej funkcji.”
Jak większość rzeczy w nauce, ewolucja babki jest złożona i może nie zawierać jednoznacznego wyjaśnienia. „Ucieczka z modyfikacją” może być wystarczające do wyjaśnienia unikalnych talentów babki wspinaczkowej Nopili - przynajmniej na razie.
