https://frosthead.com

Evolution maailman syvimmässä joessa

Ekosysteemien kartoittamiseen erikoistunut tutkija Ned Gardiner viilaa instrumentilla, joka kelluu puisen pirogamme puolella, kun vene nousee pyörreestä Kongon joen päävirtaan. Siirtyminen hiljaisesta vedestä pyörteiseen virtaukseen kääntää keulan alavirtaan ja melkein koputtaa Gardineria veteen. "Melkein putosi juomaan, eh?" hän sanoo nauraen, vaikka tietää, että uinti täällä voi olla vaarallinen, jopa tappava. Kongo virtaa nopeudella 1, 25 miljoonaa kuutiometriä vettä sekunnissa, joka riittää täyttämään 13 olympiakokoista uima-allasta sekunnissa. Gardiner, joka työskentelee Ashevillessä, Pohjois-Carolinassa sijaitsevassa National Climatic Data Center -keskuksessa, on täällä, koska hänen mielestään Ala-Kongo saattaa sisältää minkä tahansa maailman joen syvimmän pisteen.

Olemme Keski-Afrikassa, 90 mailia länteen Kongon demokraattisen tasavallan pääkaupungista Kinshasasta ja noin 100 mailia itään, josta joki valuu Atlantin valtamereen ja päättyy 3000 mailin matkansa päiväntasaajan Afrikan yli. Sarja nurmettuneita kukkuloita, nimeltään Crystal Mountains, nousevat hienovaraisesti takanamme. Gardiner ja John Shelton, hydrologi Yhdysvaltain geologisesta tutkimuksesta, kuvaavat kuinka vesi liikkuu niin massiivisessa virtauksessa. Tätä varten he toivat instrumentin, joka kelluu veneen vieressä oranssissa, muovisessa aluksessa, joka on kooltaan ala-asteen koulupöytä. Laite kartoittaa veden liikkumista ja mittaa joen syvyyttä. Gardiner yritti viime vuonna suorittaa saman asian joille suunnitellulla laitteella. "Signaali kesti paljon ennen pohjaa", hän selittää kätensä kuorittaen joen pintaa. "Joten ostimme yhden valtamereille."

Olemme keskivirta, suunta pohjoisesta pankista etelään, kurssille, joka on suorassa kohtisuorassa virtaan nähden. Jos onnistumme estämään instrumentin nielemisen yhden 40 jalkaa leveästä porealtaasta, joka johtaa virtausta, Sheltonin ja Gardinerin työ tuottaa digitaalisen poikkileikkauksen joen virtauksista ja syvyydestä.

Kongon valta - sen syvyys, nopeus ja turbulenssi - on erityisen kiinnostava ichtiologille Melanie Stiassnylle Amerikan luonnontieteellisestä museosta, joka on yksi tutkimusmatkailijoidemme tutkijoista. Hän tutkii kaloja Kongon ala-alueella ja viimeisen vuosikymmenen aikana on löytänyt kuusi uutta lajia (hän ​​selvittää vielä kolme). Kongon alaosassa tiedetään elävän lajeja yli 300 ja joessa on yksi endemismin, tai muualla maailmassa esiintyvien lajien, korkeimmista pitoisuuksista. Stiassny uskoo, että joen voima muotoilee evoluutiota Kongossa.

Uusia lajeja kehittyy, kun jokin maantieteellinen este - vuorijono, valtameri, jäätikkö - jakaa väestön. Pihan toisella puolella olevat eläimet eivät voi enää jalostua toisella eläimillä. Jokainen ryhmä mukautuu elinympäristöönsä, ja ajan myötä heidän geeninsä muuttuvat niin paljon, että ne muodostavat erillisiä lajeja. Tämä ajatus juontaa juurensa Darwinin lajin alkuperästä, joka julkaistiin marraskuussa 1859. Stiassny ja hänen kollegansa ehdottivat ensimmäisenä, että makean veden alueella saattaa olla esteitä. Vesi on loppujen lopuksi kaloille läpäisevää, eikö niin?

Vuonna 2002 Stiassny ja ichyologist Robert Schelly havaitsivat kaloja, jotka ehdottivat toisin. He löysivät siklidit, makean veden kalat, joiden tiedetään kehittyvän nopeasti uusissa ympäristöissä Kongon yhdeltä puolelta, jotka olivat geneettisesti erotettavissa vastakkaisella rannalla olevista samankaltaisista ulkonäöltään. Poikkeuksellisen vahvat virrat jakoivat populaatiot. Vaikka joki oli vain mailin leveä, elinympäristöt eristettiin aivan kuin vuoristo olisi noussut niiden välille.

Tohtori Melanie Stiassny norsun kalan kanssa. (Ohita ruskea) Näkymä ylävirtaan alemmalle Kongon joelle. (Ohita ruskea) Dr. Stiassny ja Lamprologus tigripictlilis . (Ohita ruskea) Hydrologi tohtori Ned Gardiner soittaa banjoaan Kongon joen rannalle kokoontuneille paikallisille. (Ohita ruskea) Paikallinen tilalla Hydrocynus vittatus - goliath-tiikerikalojen sinkki. (Ohita ruskea) Nuori kalastaja, jolla on Auchenoglanis occidentalis, yksi monista Kongon joen suurista pohjasyöttölaitteista . (Ohita ruskea) Muutama monista monista monista lajeista, jotka pyydettiin illalliseksi. (Ohita ruskea) Tutkijat lajittelivat Kongon alajuoksulta kerättyjen näytteiden kautta. (Ohita ruskea) Kalastaja suurella upotusverkollaan ja perinteisellä Kongon joen kaivon kanootilla. (Ohita ruskea) Lapset leikkivät rannalla Kinsuka Rapidissa, erittäin suuressa aaltojunassa, joka on Kongon joen alavesien alku. (Ohita ruskea)

Telakoimme pirogin hiekkapalloon. Joukko paikallisia asukkaat asettuvat Stiassnyn ympärille. Hänellä on moolia muistuttava kala, joka on pieni, sokea ja rehellinen, erittäin ruma. Siitä lähtien kun saavuimme Kongon demokraattiseen tasavaltaan kaksi viikkoa sitten, Stiassny on toivonut näkevänsä tämän kalan.

"Mondeli-toimisto", sanoo kalastaja, joka toi sen hänelle, osoittaen kaloja. Stiassny hymyilee. Nimi kääntyy "valkoiseksi mieheksi toimistossa" ja pelaa paikallisten näkemyksessä tietokoneeseen sitoutuneesta länsimaisesta: sokea, albiino, tainnutettu.

Stiassny löysi samanlaisen näytteen, joka oli peitetty kaasukuplilla keräilymatkan aikana vuonna 2007. Se oli kärsinyt nopeasta dekompressiooireyhtymästä tai mutkista. Kuoleman ilmeinen syy - ja se, että sillä ei ollut silmiä - viittasivat siihen, että kalat olivat kehittyneet elinympäristöstä liian syvälle valon tunkeutumiseen.

"Kiitos", Stiassny sanoo. "Mikä kaunis yksilö." Hän makaa kalan kymmenien muiden yksilöiden viereen selkeällä telineellä. Opiskelija merkitsee näytteet ja varastoi ne formaldehyditäytteisissä 50 gallonan tynnyreissä, jotka lennetään takaisin New Yorkiin geneettistä testausta varten. Näytteisiin sisältyy 12 kilon painoinen esihistoriallisen näköinen monni, jonka kidukset ovat edelleen lentämässä. Siellä on pieniä, soikeanmuotoisia klislidejä, jotka on värjätty kuten liete, ja ankeriasmaisia ​​kaloja, jotka Stiassnyn mukaan saattavat olla uusi laji. Mielenkiintoisimpia ovat puoli tusinaa jalkaa pitkiä kaloja, joilla on pitkät lieriömäiset kukat.

"Nämä ovat norsuja, " Stiassny sanoo. "Heidän leuat ovat kuononsa päässä, jotta he voivat poimia ruokaa sorasta."

Evolutionaariset mukautukset ovat ilmeisiä. Jokainen henkilö oli kiinni eri paikassa, ja jokainen kuono on erikoistunut sen joenpohjan luonteeseen, jossa se ruokkii. Pitkät ja ohuet kuonot antavat kaloille koettaa ruokaa syvässä ja pienirakeisessa sorassa; lyhyt ja rasva-nenä antavat heille mahdollisuuden syödä leväkakkuisessa kallioperässä. "Darwinin kalat", Stiassny sanoo.

Sarja erilaisista paikoista pyydettyjä mutavärisiä minnokkeja, jotka näyttävät minulta identtisiltä, ​​innostaa Stiassnya. "Siellä näemme evoluution toiminnassa", Stiassny sanoo. "50 tai 100 vuodessa nykyään samanlaiset kalat saattavat näyttää hyvältä. Näemme sen geenivirran alkamisen."

Sinä iltana Gardiner liittää datakortin kannettavaan tietokoneeseen. Siivekkäät hyönteiset parveilevat hehkuvaan seulaan, heidän suminansa suurimmaksi osaksi hukkui joen tasainen drooni ja sen satunnainen huojunta murtautumassa rannalla. Tietokone kohoaa tietojen käsittelyn aikana. Lopulta Gardiner vetää kuvaajan, joka profiloi joen pohjaa. Se näyttää U: lta niin sileä kuin jäätikön veistämä vuoristolaakso. Vain pinnan alla oleva virta kulkee nopeudella 30 mailia tunnissa, ja kanava on 640 jalkaa syvä.

"Se on maailman joen mitattu syvin kohta", Gardiner sanoo. "Siitä ei ole kysymys."

Shelton kurkistaa Gardinerin hartian yli, ravistaa päätään ja tulkitsee tietokoneen näytöllä siniset ja punaiset viivat, jotka edustavat veden liikettä ja nopeutta.

"Aivan kuten ajattelimme", hän sanoo. "Fabulous juttuja." Hän työntää koiran pois näytöltä ja osoittaa paikkaan joen pohjassa, jossa pitkä sininen viiva osoittaa, että virta putoaa pystysuoraan reunalta kanjonin kouruun.

"Se on vedenalainen vesiputous", hän sanoo lyömällä Gardinerin olkaa. Se laskee nopeudella 40 jalkaa sekunnissa. Vesiputouksen ylävirtaan on pyörre, vesi on suhteellisen hiljaista. Tämä kohta on todennäköisesti sokean cichlidin elinympäristö: rauhalliset taskut, joissa leikkausvirta on loukannut kalat suureen syvyyteen. Syvän joen näytteet, kuten nykyään löytyy, pintaan joutuvat vain, kun joki nousee ja huuhtelee yksilöitä päävirtauksen ankaraan ympäristöön. Stiassnyn hypoteesin suhteen havainto viittaa siihen, että Kongon virrat jakautuvat elinympäristöstä sivulta toiselle ja ylhäältä alas - aivan kuten vuoristo.

"Se osoittaa, että vesi voi olla evoluutioeste, jopa kaloille", Gardiner sanoo.

Evolution maailman syvimmässä joessa