https://frosthead.com

Ewolucja w najgłębszej rzece na świecie

Ned Gardiner, naukowiec specjalizujący się w mapowaniu ekosystemów, bawi się instrumentem unoszącym się nad burtą naszego drewnianego piroga, gdy łódź wypływa z wiru do głównego strumienia rzeki Kongo. Przejście z wody niegazowanej do burzliwego przepływu powoduje przesuwanie dziobu w dół rzeki i prawie powala Gardinera do wody. „Prawie wpadłem na napój, co?” mówi ze śmiechem, choć wie, że pływanie tutaj może być niebezpieczne, a nawet śmiertelne. Kongo przepływa z prędkością 1, 25 miliona stóp sześciennych wody na sekundę, co wystarcza do wypełnienia 13 basenów olimpijskich co sekundę. Gardiner, który pracuje w National Climatic Data Center w Asheville w Karolinie Północnej, jest tutaj, ponieważ uważa, że ​​Dolne Kongo może zawierać najgłębszy punkt każdej rzeki na świecie.

Jesteśmy w Afryce Środkowej, 90 mil na zachód od stolicy Kinszasy Demokratycznej Republiki Konga i około 100 mil na wschód od miejsca, gdzie rzeka wpada do Oceanu Atlantyckiego, kończąc swój 3000-kilometrowy bieg przez Afrykę równikową. Szereg trawiastych wzgórz zwanych Górami Kryształowymi delikatnie wznosi się za nami. Gardiner i John Shelton, hydrolog z United States Geologic Survey, planują ruch wody w tak masywnym przepływie. Aby to zrobić, przynieśli przyrząd, który unosi się obok łodzi w pomarańczowym plastikowym naczyniu wielkości biurka w szkole podstawowej. Instrument odwzorowuje ruch wody i mierzy głębokość rzeki. Gardiner próbował osiągnąć to samo w zeszłym roku za pomocą urządzenia przeznaczonego dla rzek. „Sygnał zgasł na dnie” - wyjaśnia, przesuwając dłonią po powierzchni rzeki. „Więc kupiliśmy jeden na oceany”.

Jesteśmy w połowie strumienia, kierując się z północnego brzegu na południe, na kursie prostopadłym do prądu. Jeśli uda nam się uchronić instrument przed połknięciem przez jeden z 40-metrowych wirów kształtujących przepływ, prace Sheltona i Gardinera wytworzą cyfrowy przekrój prądów i głębokości rzeki.

Moc Konga - jego głębokość, prędkość i turbulencje - jest szczególnie interesująca dla ichtiologa Melanie Stiassny z Amerykańskiego Muzeum Historii Naturalnej, jednego z naukowców z naszej wyprawy. Studiuje ryby na dolnym Kongu iw ciągu ostatniej dekady odkryła sześć nowych gatunków (pracuje nad identyfikacją trzech kolejnych). Liczba gatunków, o których wiadomo, że żyje w dolnym Kongu, przekracza obecnie 300, a rzeka zawiera jedno z najwyższych stężeń „endemizmu” lub gatunków, których nie ma nigdzie indziej na świecie. Stiassny uważa, że ​​siła rzeki kształtuje ewolucję w Kongo.

Nowe gatunki ewoluują, gdy jakaś bariera geograficzna - pasmo górskie, ocean, lodowiec - dzieli populację. Zwierzęta po jednej stronie bariery nie mogą się rozmnażać ze zwierzętami po drugiej stronie. Każda grupa dostosowuje się do swojego środowiska, a wraz z upływem czasu ich geny zmieniają się na tyle, aby stanowić osobne gatunki. Pomysł ten pochodzi z Darwin's Origin of Species, opublikowanej w listopadzie 1859 roku. Stiassny i jej koledzy jako pierwsi sugerowali, że mogą istnieć bariery w słodkiej wodzie. Woda jest przecież przepuszczalna dla ryb, prawda?

W 2002 roku Stiassny i ichtiolog Robert Schelly zaobserwowali ryby, które sugerują inaczej. Znaleźli pielęgnice, ryby słodkowodne, o których wiadomo, że szybko ewoluują w nowych środowiskach, po jednej stronie Konga, które genetycznie różniły się od podobnych pielęgnic na przeciwległym brzegu. Wyjątkowo silne prądy podzieliły populacje. Chociaż rzeka miała tylko milę szerokości, siedliska były izolowane tak, jakby wzrósł między nimi łańcuch górski.

Dr Melanie Stiassny z Elephant Fish. (Skip Brown) Widok w górę rzeki na dolnej rzece Kongo. (Skip Brown) Dr Stiassny z Lamprologus tigripictlilis . (Skip Brown) Hydrolog dr Ned Gardiner gra na banjo dla mieszkańców zgromadzonych na plaży nad rzeką Kongo. (Skip Brown) Lokalne gospodarstwo Hydrocynus vittatus - kuzyn goliath tygrysa. (Skip Brown) Młody rybak z Auchenoglanis occidentalis, jednym z wielu dużych podajników dennych w Kongo. (Skip Brown) Kilka z wielu gatunków sumów, które złowiono na obiad. (Skip Brown) Naukowcy sortujący okazy zebrane na dolnej rzece Kongo. (Skip Brown) Rybak z dużą siecią zanurzeniową i tradycyjnym kajakiem po rzece Kongo. (Skip Brown) Dzieci bawiące się na brzegu w Kinsuka Rapid, bardzo dużym pociągu falowym, który jest początkiem progu dolnej rzeki Kongo. (Skip Brown)

Pirogue dokujemy na piasku. Wokół Stiassny tłoczy się tłum mieszkańców. Trzyma kretowatą rybkę, która jest malutka, ślepa i, szczerze mówiąc, wyjątkowo brzydka. Odkąd przybyliśmy do DRK dwa tygodnie temu, Stiassny ma nadzieję zobaczyć tę rybę.

„Biuro Mondeli” - mówi rybak, który jej to przyniósł, wskazując na rybę. Stiassny uśmiecha się. Nazwa ta tłumaczy się jako „biały człowiek w biurze” i gra na wizji miejscowego człowieka związanego z komputerem Zachodu: niewidomy, albinos, zahamowany.

Stiassny znalazł podobny okaz pokryty pęcherzykami gazu podczas wyprawy zbierającej w 2007 r. Cierpiał z powodu zespołu szybkiej dekompresji lub zgięć. Pozorna przyczyna śmierci - i fakt, że nie miała oczu - sugerowała, że ​​ryba ewoluowała w środowisku zbyt głębokim, aby światło mogło ją przeniknąć.

„Dziękuję” - mówi Stiassny. „Jaki piękny okaz”. Rybę kładzie obok dziesiątek innych okazów na czystej plandece. Doktorant znakuje próbki i przechowuje je w 50-galonowych beczkach wypełnionych formaldehydem, które zostaną przewiezione z powrotem do Nowego Jorku w celu przeprowadzenia badań genetycznych. Okazy obejmują 12-funtowego, prehistorycznego suma, którego skrzela wciąż trzepoczą. Istnieją małe, owalne pielęgnice w kolorze mułu i ryba przypominająca węgorza, którą zdaniem Stiassny może być nowym gatunkiem. Najbardziej interesujące dla mnie są ryby o długości pół metra i długich, cylindrycznych pyskach.

„To są ryby słoniowe” - mówi Stiassny. „Ich szczęki znajdują się na końcu pysków, dzięki czemu mogą zbierać jedzenie ze żwiru”.

Ewolucyjne adaptacje są widoczne. Każdy osobnik został złapany w innym miejscu, a każdy pysk specjalizuje się w charakterze dna rzeki, w którym się żywił. Długie i cienkie pyski pozwalają rybom badać pokarm w głębokim i drobnoziarnistym żwirze; krótkie i grube pyszczki pozwalają im odżywić się na podłożu z alg. „Ryby Darwina” - mówi Stiassny.

Stiassny podnieca serię błotnistych rybek złapanych w różnych miejscach, które wyglądają identycznie jak ja. „Tak naprawdę obserwujemy ewolucję w akcji” - mówi Stiassny. „Za 50 lub 100 lat ryby wyglądające tak samo dzisiaj mogą wyglądać inaczej. Widzimy początek tego dryfu genetycznego”.

Tej nocy Gardiner podłącza kartę danych do swojego laptopa. Skrzydlate owady gromadzą się na świecącym ekranie, a ich brzęczenie w większości utonęło w stałym dronie rzeki i od czasu do czasu szumie jej fali na plaży. Komputer nuci podczas przetwarzania danych. W końcu Gardiner wyświetla wykres profilujący koryto rzeki. Wygląda jak U - gładka jak górska dolina wykuta przez lodowiec. Prąd tuż pod powierzchnią płynie z prędkością 30 mil na godzinę, a kanał ma głębokość 640 stóp.

„To najgłębszy punkt na rzece na świecie” - mówi Gardiner. „Nie ma co do tego wątpliwości”.

Shelton wpatruje się przez ramię Gardinera, potrząsając głową i rozszyfrowując niebieskie i czerwone linie na ekranie komputera, które reprezentują ruch i prędkość wody.

„Tak jak myśleliśmy” - mówi. „Bajeczne rzeczy”. Odsuwa ćmę od ekranu i wskazuje miejsce w korycie rzeki, w którym długa niebieska linia wskazuje, że prąd spada pionowo z półki do koryta kanionu.

„To podwodny wodospad”, mówi, klepiąc Gardinera w ramię. Opada z prędkością 40 stóp na sekundę. Powyżej wodospadu jest wir, woda stosunkowo spokojna. Ten punkt jest prawdopodobnie siedliskiem ślepych pielęgnic: spokojne kieszenie, w których prądy ścinające uwięziły ryby na dużych głębokościach. Próbki głębinowe, takie jak te znalezione dzisiaj, wypływają na powierzchnię tylko wtedy, gdy rzeka podskakuje i wpuszcza osobniki do trudnego środowiska głównego przepływu. Jeśli chodzi o hipotezę Stiassny'ego, odkrycie sugeruje, że prądy Konga dzielą siedlisko na boki i od góry do dołu - podobnie jak pasmo górskie.

„Pokazuje, że woda może być barierą ewolucyjną, nawet dla ryb”, mówi Gardiner.

Ewolucja w najgłębszej rzece na świecie