Előfizetés a lapra

Darwin kicsi barátja és a többiek

balánusz, biológia, Darwin, kacslábú rák

2019/09/10

1835-ben történt, hogy a fiatal Charles Darwin világkörüli útján, a chilei partok előtt egy furcsa lényre lett figyelmes, amely egy csigaházba fúrt apró lyukból integetett feléje. Az alig néhány milliméteres kicsi állatról Darwin hamar kiderítette, hogy a kacslábú rákokkal, azaz a balánuszokkal áll rokonságban. A balánuszok közismert állatok a tengerjáró népek körében: ezek azok a kúp alakú lények, amelyek megtapadnak a part menti sziklákon, sőt a tengerészek nagy bosszúságára a hajók alján is, így azok futása erősen meglassul. A Darwin-féle balánusznak azonban nem volt kúpos váza, és szokatlanul kicsi is volt, így az élőlény pontos meghatározásával Darwin sokáig nem boldogult. Kezdetben egyszerűen „kicsi barátjának” (Little Fellow) nevezte a jószágot.

Útjáról hazatérve Darwin újra elővette az általa csak Mr. Arthrobalanus néven emlegetett állatot. Az apró tanulmánynak indult kutakodásból nyolc év megfeszített munka lett, amelynek eredményeképpen a tudós vaskos monográfiasorozatot publikált, benne az addig ismert valamennyi élő és fosszilis kacslábú rákot részleten leírta. Így végül tudományos nevet kapott Mr. Arthrobalanus is.

Darwin, aki kezdetben határtalan lelkesedéssel vágott bele a kacslábú rákok kutatásába, az évek alatt megfáradt. Szinte belebetegedett a megfeszített munkába, és miként egy barátjának írta: „Úgy utálom a balánuszokat, mint senki más. Jobban utálom őket, mint a tengerész egy lassan mozgó vitorláson.”

 

Pecten-féle kagylóra nőtt centiméteres balánuszok az Izland környéki vizekből

 


A látszat ellenére ízeltlábúak

Érdemes elidőzni a történet kezdeteinél. Darwin még nincs 23 éves, mikor a világkörüli útjára indul a HMS Beagle fedélzetén. Ez ideig tanult orvoslást, hallgatott különböző természettudományos tantárgyakat, mindenekelőtt zoológiát, botanikát és legfőképpen geológiát, mivel ez utóbbi érdekelte leginkább. A hajóútra az admiralitás és Robert FritzRoy kapitány – kiről később az Andok talán legszebb hegycsúcsát nevezték el a chilei/argentin határon – olyan embert keresett, aki természetbúvárként megállja majd a helyét, és aki fedezi az út költségeit. A fiatal Darwin, akinek apja fizette a kiadásait, minden tekintetben megfelelt.

A Beagle fő feladata Dél-Amerika partjainak feltérképezése volt, és amíg a geodéták a térképkészítéssel foglalatoskodtak, az alatt Darwin azt csinálhatott, amit jónak tartott. Bejárta a partokat, mindenről jegyzeteket készített, amelyek később fő művének és tézisszerűen megfogalmazható gondolatainak alapjait jelentették. Egy ilyen alkalommal történt, hogy a chilei szigettenger térképezése során a fiatalember leszáll a hajóról, felemelt egy tenyérnyi, vastag héjú lapos csigát, amely a Concholepas peruviana fajhoz tartozott. A Concholepas-ok közönségesek, a helybeliek ma is nagy mennyiségben gyűjtik és fogyasztják ezeket a „tengeri herkentyűket”. A Darwin által felemelt példány azonban mégis különös volt, mert kicsi, hasítékszerű lyukakkal volt tele, amelyekből apró élőlények integettek feléje. A héjból kikandikáló állat ismeretlen volt Darwin számára, de hamar kiderítette, hogy azok a kacslábú rákokhoz (Cirripedia rend) tartoznak.

Szokatlanul nagy méretű balánuszok a Maldív-szigetek mellől

 A Cirripedia rendnek két nagy csoportja van: a Balanus-félék, azaz tengeri makkok, és a Lepas-félék, azaz „kacsakagylók”. A balánuszoknak négy vagy hat mészlemezkéből álló kúpos váza van, a Lepas-fajok mészlemezei lapos formát alkotnak.

Balánuszt szinte mindenki látott, aki járt már tengerparton. Apró, néhány centiméternél rendszerint nem nagyobb kúpjai gyakoriak a köves partokon, olykor teljesen beborítják a sziklákat, de megtapadnak minden más helyen is. Mólók falain, teknősök hátán, bálnák bőrén. A hajók aljára oda növő vagy a tengerbe nyúló csövek és csatornák belsejében megtapadó balánuszok komoly gondot jelentenek, mert lassítják a hajót, illetve eltömik a csöveket. Mivel az állat az aljzathoz rögzített életmódot folytat – azaz a szesszilis (helyt ülő) bentosz része, ahogy a biológusok fogalmaznak –, ezért nagyon sokáig a kagylókkal, csigákkal együtt a puhatestűekhez sorolták. Darwin elsők között volt, aki felismerte, hogy a balánuszok a látszat ellenére az ízeltlábúakhoz (Arthropodák) tartoznak, azon belül is a rákokhoz.

 

Rákok, amelyek nem mennek sehová

Milyen előnye származhat egy ráknak abból, ha lábait a törzsfejlődés során elveszítve „helyt ülő” életmódot folytat? Azt gondolhatnánk, hogy nem sok, de ez nem így van. Az aljzaton erősen megtapadó állat képes volt meghódítani a tengerek és óceánok  legdurvább hullámveréstől ostromlott sziklás, parti zónáját, mert a vázak olyan erősen rögzülnek, hogy a hullám nem sodorja le azokat. Sőt! A cirripédiák nagy része éppen a spricc-zónának nevezett partrészen él, amely csak dagálykor kerül víz alá. Apálykor a kacslábú rák mészlemezekből álló váza becsukódik, és a teknők között bennmaradó tengervíz elegendő az állat számára a túléléshez.

Lepas, azaz „kacsakagylók” héja a szlovéniai Koper tengerpartjáról

A már letelepedett lárva körül kialakuló mészlemezkék széle folyamatosan növekszik, azaz a felnőtt cirripédiák – a többi rákkal ellentétben – már nem vedlenek. A hullámok ostromolta sziklákon tapadva nem is élnék túl a vedlés kritikus időszakát. 

Kedvező körülmények között a kacslábú rák a szétnyíló lemezek közül kidugja „kacslábait”, amelyek apró kacsokban (cirri) végződnek, és ezekkel szűri ki az életéhez nélkülözhetetlen szerves törmeléket és lárvákat a vízből. A hajlékony kacsok a hullámverésben sem sérülnek – a hurrikánok sem a füvet tépik ki ….

A cirripédiák másik nagy csoportját jelentő Lepas-féléknek – vagyis a „kacsakagylóknak” és azok közeli rokonainak – a vázelemei lapított formát alkotnak és a mészlemezkék hosszú, hajlékony nyélen ülnek. Természetesen ezek is helyt ülők, akárcsak a kúpos vázú balánuszok. Magyar nevük, a kacsakagyló az angol goose barnacle név némiképp félrefordításából származik, az angol goose ugyanis libát jelent. Ennek a névnek viszont egy totális félreértés – nevezzük inkább hiedelemnek – az oka. Az angolok nagyon régen, amikor még nem ismerték a madárvonulás részleteit, és nem tudták, hogy a hozzájuk érkező libák hol fészkelnek és szaporodnak, úgy gondolták, hogy a nagy tömegben érkező ludak valahol a messzi tájakon a tengerben sodródó fadarabokon olykor tömegesen élő Lepas-okból kelnek ki vagy egy Lepas-okat termő „kacsafáról” potyognak alá. Zavaros történet, de erre utal az egyik közönséges fajuk, a Lepas anserifera elnevezése is: a latin anser ludat, a fera pedig hordozót jelent.

 

A pillanatragasztónál is erősebb

A helyt ülő életmód persze nehézségekkel is jár. Hogyan szaporodjanak? A kérdésre az evolúció összetett választ adott. Először is, a cirripédiák hermafroditák, azaz hímnősek, vagyis minden egyed mind a két nem ivarsejtjeinek létrehozására képes, ám a megoldás mégsem az önmegtermékenyítés, az egyedek rendszerint a hozzájuk legközelebb élő társukat próbálják elérni és megtermékenyíteni. Az akció sikere érdekében a balánuszok egy felpumpálható, hosszú péniszt növesztenek, és ennek segítségével hatolnak be a szomszéd egyedekbe. A cirripédiák pénisze testhosszuk többszöröse lehet, ezzel rekordernek számítanak az állatvilágban. És mi történjen ezzel a szokatlan méretű nemi szervvel, ha feladatát beteljesítette? Az állat egyszerűen elengedi, a víz elsodorja, és majd új nő, ha eljön az ideje a következő szaporodási ciklusnak.

Fosszilis balánusz a bükkaljai miocénből

 

A megtermékenyített ivarsejtből először egy naupliusz lárva lesz.  Ez egy nagyon egyszerű fejlődési állapot, legfeltűnőbb rajta a középen ülő nagy szeme. Gyomra sincs, bélcsatornája csupán egy rövidke cső. A naupliusz csodálatos átalakulás után összetettebb, ciprisznek nevezett lárvává fejlődik, amelynek már több antennája és függeléke van, és egy apró vázat növeszt. A váztól elnehezedő lárva lesüllyed és egy általa szintetizált fehérje segítségével odaragasztja magát a szilárd aljzathoz. Ez az anyag – állítólag – a cianoakrilát tartalmú pillanatragasztóknál is erősebb. Ha az ember is képes lenne előállítani, bizonyára sok mindenre lehetne használni…

Az eddigiek talán meggyőzték az Olvasót, hogy a Balanus- és Lepas-félék (együttesen a Thoracica cirripédiák), a rákok egészen különleges csoportját képviselik. A fúró balánuszoknak is nevezett Acrothoracica cirripédiák azonban, ha lehet, még ezeknél is érdekesebbek. A fúró balánuszok rendkívül kicsik, legfeljebb néhány milliméteresek és rendszerint parazita, illetve szimbionta életmódot folytatnak. Szilárd vázuk nincs, kitines függelékekkel felszerelt testük egy mészvázba vagy a karbonátos aljzatba fúrt lyukban él. A lyukacskákat persze minden egyed maga készíti el. Apró kacslábaik a lyukból kikandikálva nyújtózkodnak a vízben sodródó, számukra táplálékot jelentő szerves törmelék után.

Darwin „kicsi barátja” is egy fúró cirripédia volt. A fiatal tudós lényeglátását jól jellemzi, hogy a milliméteres lényt végül helyesen sorolta be a rákokon belül a fúró cirripédiákhoz, sőt sikerült azonosítania a nőstény és a hím egyedeket is. A fúró cirripédiák esetében ugyanis ez utóbbi sem egyszerű, mert a hímek a néhány milliméteres nőstényeken belül, azok testében helyezkednek el! A többes szám különösen indokolt, ugyanis egy nőstényen belül gyakran több parazita hím egyed is élhet.

 Darwin Mr. Arthrobalanusa. A némiképp leegyszerűsített rajz abból a publikációból való, amelyben Darwin végül tudományos nevet (Cryptophialus minutus) adott az általa felfedezett Cirripediának. A „B”-vel jelzett, bekarikázott apró részlet a hím egyed, amely az alig pár milliméteres nőstény testében él. Az „A” rajz a köpenybe burkolt nőstényt ábrázolja, a „C” pedig a nőstény egyedet a köpeny eltávolítása után.


Minden időben, minden aljzaton

Mivel az Acrothoracica cirripédiák váza gyakorlatilag nem meszesedik el – legfeljebb az apró korong, amellyel a lárva megtapad –, ezért testükből nem lesz ősmaradvány. A paleontológusok mégis jól ismerik ezeket az állatokat, mert nyomaikat, az apró lyukacskákat már devon időszaki ősmaradványokon is megfigyelték.

A furatok általában elnyúlt ellipszis vagy csepp alakú kis rések formájában láthatók a legkülönbözőbb csoportokba sorolható vázak felszínén. A leggyakoribb Acrothoracica-nyomokat a Rogerella nemzetségbe sorolják. Fúró cirripédiák nyomait ismerjük csigákon, kagylókon, korallokon, mohaállatkákon, tengeri sünök vázain, azaz elsősorban az aljzaton élő és ott helyt ülő vagy lassan mozgó állatok teknőin, maradványain. Az úszó/lebegő életmódot folytató lábasfejűekhez (Cephalopoda) tartozó belemniteszek lövedék alakú kövületein is előfordulnak, sőt olykor gyakoriak lehetnek. Ellenben a belemniteszekkel rokon és azokkal hasonló módon élő ammoniteszeken soha nem figyelték meg a fúró cirripédiák jellegzetes nyomait. Holott az ammoniteszek a földtörténeti múlt egyik leggyakoribb, és ezért legalaposabban tanulmányozott gerinctelen maradványai.

Fúró balánuszok okozta apró lyukak egy tenyérnyi bakonyi jura ammonitesz héján. A hasonló nyomok mindeddig ismeretlenek voltak az egyébként régóta kutatott ammoniteszeken.

Éppen ezért különösen érdekes, hogy a közelmúltban néhány régen gyűjtött, múzeumban őrzött, a Bakonyban fellelt jura időszaki ammoniteszen sikerült dokumentálni a fúró cirripédiák nyomait. Több megfigyelés is arra utal, hogy a rákok lárvái a még élő, a tengerben lassan úszó ammonitesz vázán telepedtek meg, és nem a tenger aljára már lesüllyedt üres héjon. Érdekes, hogy a cirripédiákkal fertőzött valamennyi ammonitesz ugyanahhoz a fajhoz tartozik. Alighanem az adott lábasfejű faj speciális környezeti igényei éppen megfeleltek a rákocskák kényes ízlésének. Mindenesetre a két egymás mellett élő faj az együttélés sajátos formáját valósította meg. Ez a lábasfejű esetében semmilyen előnnyel nem járhatott, sőt, az is lehet, hogy a fúró cirripédiák kellemetlenek voltak számára. Ugyanakkor a kicsi rákok a táplálkozó ammonitesz körüli vízben a lebegő morzsákból bőségesen lakmározhattak, vagyis számukra kifejezetten előnyös lehetett az együttélés.

Ammoniteszen látható fúró balánusz nyomai nagyítva. A furatok 2–3 milliméter hosszúak. (A SZERZŐ FELVÉTELEI)

Fúró balánuszok ma is élnek, de nem egyszerű megfigyelni e lényeket. Ennek ellenére ismertek a sekély és a mély tengerekből, a trópusi és a sarki vizekből egyaránt.  Mai ismereteink szerint valamennyi fúró balánusz szimbionta, illetve parazita életmódot folytat. Ennek fényében talán az sem meglepő, hogy a szoros szimbiózis a most felfedezett jura időszaki fúró balánusz és az ammonitesz esetében is feltételezhető.

Főzy István

2019/25