CA Press: Rapid global warming threatens lungless salamanders

wes_von_papineäu

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Wes von Papineäu
THE CHRONICLE (San Francisco, California) 27 November 07 Rapid global warming threatens lungless salamanders (David Perlman)
Evolutionary biologists tracing the worldwide wanderings of a tribe of lungless salamanders have discovered that the tiny creatures survived through long periods of global warming millions of years ago, but the scientists doubt that salamanders now will make it in today's abruptly warming climate.
Like all amphibians - including frogs and toads - salamander populations are declining throughout the world, and many are threatened with extinction.
But two UC Berkeley scientists have found that what is fast becoming today's climate crisis for one family of salamanders may once have spurred their evolution and helped them diversify and extend their range widely from North America to Asia and Europe, and back again to what is now California.
David B. Wake, a widely known expert on the evolution of amphibians, and David R. Vieites, a postdoctoral researcher in Wake's lab and the Museum of Vertebrate Zoology, have combined the latest tools of genetics with well-tested theories of continental drift to develop a timetable for the ancient origins and travels of the four-legged animals.
A report by the Berkeley scientists and their colleague, Mi Sook Min of Seoul National University in Korea, is being published today in the online edition of the Proceedings of the National Academy of Sciences.
The lungless salamander family includes two-thirds of all the world's salamander species. They breathe through their moist skin instead of lungs as the other salamander families do.
Many scientists have long believed that the lungless family evolved some 300 million years ago in the Appalachian Mountains, but Wake and Vieites are proposing that the 2-inch-long creatures originated on both sides of North America about 100 million years ago when a vast sea spread across the center of the landmass and cool climates favored the amphibian's slow spread all across the continent's northern regions.
Here is part of the timetable laid out by the researchers:
About 70 million to 80 million years ago - during a period of global warming that may have lasted several million years - one warm-weather salamander tribe dispersed westward and north into Asia across what was then a land bridge linking the two continents where the Bering Sea now lies.
Then, about 40 million or 45 million years ago, during another long period of slowly warming climate, members of the same tribe of salamanders moved again - from Asia eastward into Europe, and also back again across the Bering land bridge into western North America.
Records of vegetation and fossil life during both periods show that climates then must have been much warmer than today's, the scientists agree, and the slowly warming climates favored the wide dispersal of the animals and their ability to adapt and diversify through evolution into the varied species that now exist.
To create their timetable - what geneticists now call a "biological clock" - the Berkeley biologists analyzed DNA from 43 different species of the lungless salamanders. Some was the type of genetic material called mitochondrial DNA that is carried only by females of all animal species, whether salamanders or humans. The other was nuclear DNA, which is found in the chromosomes of both males and females. By timing the mutation rates in both types of genes, the researchers created a rough biological clock to estimate the pace of the salamanders' biological changes.
"The salamanders were well able to adapt to the warming climate in those days, and it came on so slowly that it gave them an opportunity to disperse widely throughout the north," Vieites said in an interview. "But now, with global warming so abrupt, they will not be able to adapt in time, and that is at least one reason for their population decline - they could well go extinct."
Wake and Vieites have studied salamanders of the genus Hydromantes that are now native throughout California and the Western Hemisphere, and whose related species are found in France, Italy and Sardinia. They also analyzed the genes of Karsenia koreana, the only known species of its genus that was discovered, to the astonishment of the scientists, only two years ago in Korea.
That find, Wake said at the time, was "the most exciting and unexpected discovery of my career," because until then no scientists had believed that any lungless salamanders, all of them known together as plethodontids, had ever reached Asia. The Korean discovery was, in fact, a main impetus for this new study on the worldwide evolution and dispersal of the creatures during ancient periods of changing climate.
http://www.sfgate.com/cgi-bin/article.cgi?f=/c/a/2007/11/27/BA23TJ8R3.DTL
 
AUT Press: Das Geheimnis der Salamander

DER STANDARD (Vienna, Austria) 27 November 07 Das Geheimnis der Salamander (Kurt de Swaaf)
Berkeley: Sie sind klein, oft farbenfroh und überaus anpassungsfähig. Die Salamander aus der Familie Plethodontidae bewohnen verschiedene Lebensräume vom Süden Kanadas bis in die Urwälder Amazoniens. Die Artenvielfalt innerhalb dieser Gruppe ist groß, als gemeinsames Merkmal gelten vor allem die im Laufe der Evolution zurückgebildeten Lungen: Die Tiere atmen ausschließlich über ihre Haut und die Mundhöhle.
Am verblüffendsten ist allerdings ihre geografische Verbreitung. Fast alle Spezies sind auf den beiden amerikanischen Kontinenten beheimatet, wo wohl auch der Ursprung dieser Amphibienfamilie zu suchen ist. Eine gute Handvoll Arten hat es jedoch nach Südeuropa verschlagen, nach Sardinien, auf das italienische Festland und Südost-Frankreich Doch wie gelangten die Lurche dorthin? Bislang hatten Forscher dafür zwei mögliche Erklärungsmuster parat: Entweder kamen die Vorfahren der europäischen lungenlosen Salamander vor etwa 55 Millionen Jahren aus dem Westen über eine damals existierende nordatlantische Landverbindung, oder sie gingen den mehr als doppelt so weiten Weg über die zeitweilig trockene Beringstraße und Asien.
Letzteres schien einigen Fachleuten unwahrscheinlich, zumal im gesamten asiatischen Raum weder lebende Plethodontidae noch Fossilien dieser Tiere bekannt waren.
Das erste Beweisstück
Die Wende kam 2003, als Biologen ausgerechnet im dichtbevölkerten Südkorea eine bis dahin unbekannte lungenlose Salamander-Art entdeckten. Man taufte sie Karsenia koreana. Unter Amphibien-Forschern löste der Fund Begeisterung aus. Ein wichtiges Puzzlestück war aufgetaucht. Doch es klafften noch immer enorme Lücken in der Beweislage. Um die Spur der Lurche weiter verfolgen zu können, haben die Biologen David Vieites und David Wake von der US-Universität Berkeley zusammen mit ihrer südkoreanischen Kollegin Mi-Sook Min eine detaillierte DNA-Analyse sämtlicher Plethodontidae-Gattungen durchgeführt.
So gelang es den Experten, den Stammbaum der Familie und ihre Evolutionsgeschichte zu rekonstruieren. Das Ergebnis: K. koreana und die europäischen lungenlosen Salamander (Gattungen Speleomantes und Atylodes) sind tatsächlich eng miteinander verwandt, ebenso wie mit kalifornischen Arten der Gattung Hydromantes.
Vorfahren dieser drei Gruppen dürften vor circa 65 Millionen Jahren gelebt haben, wahrscheinlich sogar in Asien, schreiben die Wissenschafter in der aktuellen Ausgabe des Fachblatts PNAS.
In den fast unendlichen Weiten Asiens
Die Besiedlung Eurasiens durch ursprünglich amerikanische Lurche hätte nach Ansicht der Forscher vorher, während der Kreidezeit und über die Beringstraße, begonnen. Ein deutlich wärmeres Weltklima soll dort sowohl die Eroberung neuer Lebensräume wie auch die Bildung neuer Arten begünstigt haben. Hydromantes wanderte zurück nach Nordamerika, während andere bis ans Mittelmeer zogen. Und dazwischen?
Vermutlich leben heute noch einige lungenlose Salamander-Spezies versteckt in den fast unendlichen Weiten Asiens. Eine gezielte Suche in China im vergangenen Jahr schlug allerdings fehl. Trotzdem: "Wir erwarten, dass weitere Arten gefunden werden", sagt David Wake dem Standard. "Aber dies könnte viel harte Feldarbeit in schwierigen Teilen der Welt erfordern." Wie zum Beispiel in Nordkorea oder Afghanistan.
http://derstandard.at/?url=/?id=3127039
 
Interesting reading. Thanks a lot for this info, Wes.
 
what would we do without wes, cheers wes
 
FRA Presse: La migration des salamanders

SCIENCES ET AVENIR (Paris, France) 27 November 07 La migration des salamanders (Cécile Dumas)
Les salamandres de Méditerranée ou d‘Asie viennent-elles du continent américain? Malgré la petite taille de ces amphibiens et leurs capacités de déplacement a priori réduites, trois chercheurs suggèrent que les salamandres de la famille des Pléthodontidés ont migré des Amériques vers l’Asie il y a environ 80 millions d’années, à la fin du Crétacé. Pour cela, David Vieites (University of Berkeley, USA) et ses collègues ont séquencé plusieurs gènes de 43 espèces actuelles et reconstitué un arbre phylogénétique à partir de l’évolution de ces gènes. Ils publient leurs conclusions cette semaine dans les PNAS (Proceedings of the National Acadamy of Sciences).
Près de 70% des 535 espèces connues de salamandres appartiennent à cette amille des Pléthodontidés. Depuis longtemps, et ce malgré les études de filiation génétique ou la comparaison des fossiles, les chercheurs se grattent la tête pour expliquer l’étonnante répartition géographique des Pléthodontidés. En effet 98% de ces salamandres vivent dans les Amériques. Elles seraient apparues dans les Appalaches. Pourtant, il existe quelques espèces de Pléthodontidés dans la région méditerranéenne et il y a deux ans l’équipe de Vieites a décrit la première espèce asiatique de salamandre Pléthodontidé, écouverte en Corée du Sud, Karsenia Koreana.
Proche des salamandres Hydromantes (un sous groupe des Pléthodontidés) de Californie ou d’Europe, la salamandre coréenne était cependant suffisamment différente pour constituer une espèce à part entière. Comment une cousine des salamandres américaines a-t-elle pu s’installer en Asie du Sud-Est ?
Selon l’analyse phylogénétique de Vieites et de ses collègues David Wake et
Mi-Sook Min, des salamandres ont migré des Amériques vers l’Eurasie il y a 80 millions d’années et certaines sont revenues il y a environ 55 millions d’années. Bien qu’amphibies, les salamandres n’auraient pas traversé d’immenses océans à la nage. Elles ont pu emprunter le détroit de Béring, suggèrent les chercheurs. Pour confirmer leurs hypothèses, ils recherchent d’autres salamandres en Asie.
http://tempsreel.nouvelobs.com/actu...127.OBS7090/la_migration_des_salamandres.html
 
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