Διερεύνηση της αξίας των μορφολογικών και λειτουργικών προσαρμογών σε χαρακτηριστικά είδη Amphipoda (Crustacea) κατά την εξελικτική μετάβασή τους από τη θαλάσσια στη χερσαία διαβίωση

Abstract

The functional morphology of the appendages of five amphipod species, living in different ecological zones was compared in order to investigate their possible adaptations from marine to terrestrial environment. The aim of this study is to describe the functional morphology of the appendages that permitted each species to adapt to the certain habitat that it lives and furthermore to show the functional mechanisms that permitted their gradual transition from the marine to the terrestrial mode of life. The species selected for the purpose of this study are: Hyale schmidtii from the sublittoral zone, Echinogammarus foxi from the midlittoral zone, Talorchestia deshayesii from the lower supralittoral zone, Talitrus saltator from the higher supralittoral zone and Arcitalitrus sylvaticus from the leaf litter and soil layer of deciduous woodlands. Due to the absence of terrestrial species of amphipods from Greece, specimens of Arcitalitrus sylvaticus were borrowed from museums in Australia. From each species male mature individuals were selected and 22 of their appendages were described in full detail. It is the first time that their morphology and their function was compared. Twenty two appendages were included in this study, which are: a) Two pairs of antennae, whose function is mainly chemosensory but also participate in the holding position during copulation. b) Two pairs of gnathopods that function in feeding, brooding and copulation. c) Five pairs of peraeopods which are the main walking appendages but also keep the body in the standing position. d) Three pairs of pleopods which are the main swimming appendages and also, as they beat, they create a water current that transfers oxygen and food particles to the gills and mouthparts, respectively. e) The telson and three pairs of uropods that either direct the motion of amphipods while swimming or they are the main jumping appendages. f) Six mouthparts (the labrum, 1 pair of maxillipeds, 1 pair of the first maxilla, 1 pair of the second maxilla, the labium and 1 pair of the mandible) that function in the collection, in the selection and the manipulation of the food particles. Additionally, for the first time the thickness of the exoskeleton was measured (from the first pereon segment) and compared among the five selected species. The differences found among the functional morphology of the appendages of the five species of amphipods living in different ecological zones, gave a more holistic approach in order to understand the adaptations of amphipods that permitted their successful invasion to land.

Στο πλαίσιο της έρευνας αυτής, περιγράφηκαν και συγκρίθηκαν λεπτομερώς τα μορφολογικά και λειτουργικά γνωρίσματα πέντε ειδών αμφιπόδων που ζουν σε διαφορετικές, διαδοχικές οικολογικές ζώνες από το θαλάσσιο προς το χερσαίο περιβάλλον. Η έρευνα αυτή αποσκοπεί στη διερεύνηση των μορφολογικών προσαρμογών και στην κατανόηση των λειτουργικών μηχανισμών της ομάδας των αμφιπόδων κατά την εξελικτική τους μετάβαση από τη θαλάσσια προς τη χερσαία διαβίωση. Τα είδη που επιλέχτηκαν είναι: το Hyale schmidtii από την υποπαραλιακή ζώνη, το Echinogammarus foxi από τη μεσοπαραλιακή ζώνη, το Talorchestia deshayesii από την κατώτερη υπερπαραλιακή ζώνη, το Talitrus saltator από την ανώτερη υπερπαραλιακή ζώνη και το Arcitalitrus sylvaticus από το χερσαίο ενδιαίτημα της φυλλοστρωμής στα τροπικά δάση. Η απουσία του τελευταίου είδους από την Ελλάδα κατέστησε απαραίτητο το δανεισμό ατόμων του είδους από μουσεία της Αυστραλίας. Από κάθε ένα είδος επιλέχτηκαν αρσενικά ώριμα άτομα από τα οποία για πρώτη φορά μελετήθηκαν και συγκρίθηκαν συνολικά 22 εξαρτήματα και η λειτουργία τους. Τα εξαρτήματα αυτά περιλαμβάνουν: α) Δύο ζεύγη κεραιών, των οποίων ο ρόλος είναι κυρίως αισθητήριος αλλά συμβάλλουν και στη διαδικασία του ζευγαρώματος. β) Δύο ζεύγη γναθοποδίων, των οποίων ο ρόλος είναι η τροφοληψία, η περιποίηση των εξαρτημάτων και το ζευγάρωμα. γ) Πέντε ζεύγη περαιοποδίων, τα οποία είναι βαδιστικά εξαρτήματα αλλά συμβάλλουν και στη διατήρηση του σώματος στην όρθια θέση. δ) Τρία ζεύγη πλεοποδίων, τα οποία είναι κυρίως κολυμβητικά εξαρτήματα και καθώς πάλλονται δημιουργούν ροή ύδατος που μεταφέρει οξυγόνο και τροφή στα βράγχια και στα στοματικά εξαρτήματα, αντίστοιχα. ε) Το τέλσον και τρία ζεύγη ουροποδίων τα οποία είτε πλοηγούν το σώμα κατά την κολύμβηση, είτε είναι τα βασικά εξαρτήματα με τα οποία γίνεται η εκτέλεση αλμάτων. ζ) Έξι στοματικά εξαρτήματα (το πρόσθιο χείλος, 1 ζεύγος γενυποδίων, 1 ζεύγος της πρώτης γένυας, 1 ζεύγος της δεύτερης γένυας, το οπίσθιο χείλος και 1 ζεύγος του μασητήρα) των οποίων ο ρόλος είναι η συλλογή, η διαλογή και η μεταχείριση της τροφής. Επιπλέον μετρήθηκε και συγκρίθηκε το πάχος του εξωσκελετού (από το πρώτο μεταμερές του περαίου) στα πέντε είδη. Οι διαφορές που εντοπίστηκαν όσον αφορά τη μορφολογία των εξαρτημάτων ανάμεσα στα πέντε είδη που μελετήθηκαν και οι μεταβολές των λειτουργικών τους μηχανισμών, έδωσαν μια πιο ολοκληρωμένη εικόνα όσον αφορά την προσαρμοστική ικανότητα κάθε είδους στο περιβάλλον που ζει και επιπλέον στην εξελικτική μετάβαση της ομάδας των αμφιπόδων από τη θαλάσσια προς τη χερσαία διαβίωση.