種は極端な適応を進化させて、環境の厳しさに対処します。 微生物はイエローストーンの沸騰する泉で繁栄します。 カンガルーラットは、sc熱を放つ米国南西部で水を飲むことなく生活できます。 オオカバマダラは、わずかなメキシコの太陽を楽しむためだけに3, 000マイルを旅することができます。 そして、新しい生息地を植民地化するために、小さな魚が逆壁のボールのおもちゃのような吸引カップの口でハワイの滝を登ります。
このスーパーヒーローのような魚、ノピリの岩登りハゼは、ゴビイ科の仲間です。 ハゼは世界で最大の魚類の1つで、約2, 000種が命名法を共有しています。 多くの人々は、ハワイのような火山島の小川に住んでいます。ハワイでは、これらの小型で汎用性の高い魚の生活は容易ではありません。 彼らの小川の家はしばしば溶岩流、ハリケーン、鉄砲水にさらされますが、それでもハゼは残ります。 地滑りが垂直方向の障害物を作り出したり、嵐が水の流れを作り直した後、それらの粘り強い魚は、急な滝によって下流域から分離されていても、必然的に新しい上流の生息地に現れます。
この偉業を達成するために、ハゼは彼らの特異な進化に依存しています。 すべてのハゼは、祖先のハゼの骨盤のひれが融合した数千年前に形成された腹部吸盤を持っています。 滝をスケーリングするために、ほとんどの魚はいわゆる「パワーバースト」クライミングを使用します。 彼らは腹部の吸盤を使用して滝の後ろの滑らかな壁に自分自身を取り付け、すぐに尾をうねらせ、ゆっくりと揺れ動く動きを引き起こし、滝の上に体を吸い込みます。
ただし、Nopiliのロッククライミングハゼは、壁の吸い込みを別のレベルに引き上げます。 きれいな魚のように頭の下にある口は、恐ろしい吸盤を形成し、滝を登るのに使用します。 登山家のように、腹部と口の吸盤で交互に壁にくっついて、ゆっくりと着実に、濡れた岩を登ります。 ハワイでは、これらの魚は高さ330フィート近くまで滝に登ります。
それでは、Nopiliロッククライミングハゼはどうやってこの超吸盤口の適応を引き離したのでしょうか？ その手がかりは、おそらく種の摂食戦略にあります。 他のほとんどのハゼは小さな無脊椎動物または他の魚を食べますが、ノピリ岩登りハゼ 壁を登るのに使用するのと同じ動きを反映した口吸いの動きを使用して、岩から珪藻と呼ばれる小さな藻類をこすり落とすことを好みます。 進化の科学者にとって、これは魚の口が最初に食べるために進化し、次に壁を吸うようになったのか、それとも逆になったのかという疑問を招きます。 科学者は、この種の進化的共同選択を「適応」と呼びます。
クレムソン大学とセントクラウド州立大学の研究者は、この鶏と卵のパズルを解きたいと考えたため、ノピリの岩登りハゼの摂食と登山の経口メカニズムを比較することにしました。 魚が摂食と登山のために2つの非常に異なる方法で口を使用する場合、適応は興味深い適応のための信用に値しないでしょう。 一方、両方のアクティビティで同じ動きがあった場合、魚は単に新しい役割に通常のアクティビティ（摂食または登山）を適用しただけかもしれません。
研究者はシュノーケリング用具を着用し、2005年と2011年にハワイ島のハカラウ川から数匹の壁を吸うハゼをすくい上げました。水槽のさまざまな側面に取り付けられています。 別のタンクでは、研究者は、62度の角度で配置されたプレキシグラスを使用して偽の滝も作成しました。 彼らは残りの魚にこの壁を登るように挑戦し、滝のスケーリング運動中にそれらの魚を撮影しました。
ビデオから、研究者は摂食と登山に関係する23の解剖学的ランドマークを特定しました。 結果を統計的に分析した後、研究者は先週発行されたPLoS Oneの論文で、ノピリの岩登りハゼの登山運動と摂食運動が大きく異なることを発見したと報告しています。 言い換えれば、魚は摂食と登山に異なる動きを使用しています。 ただし、違いは小さく、一部の動作は非常に類似しており、ほとんど重ね合わせることができます。 類似点と相違点の不可解な組み合わせが研究者を困惑させ、彼らは種の摂食と吸血の進化の歴史を決定的にからかうことができる前により多くの調査が必要であることに気づきました。
「ただし、摂食と登山の運動学の厳密な類似性は、たとえ適応が生じたとしても、公正な期待ではないかもしれない」と彼らは論文に書いている。 「1つの動作のパターンが別の機能に適用された後、完全に変更されないままであることを期待するのは妥当ではない場合があります。
科学のほとんどのものと同様に、ハゼの進化は複雑であり、明確な説明を規定していない場合があります。 少なくとも今のところ、ノピリのロッククライミングハゼのユニークな才能を解明するには、「修正を伴う適応」で十分な場合があります。
