A szárazföldi csigák ismerik a gazdaságos házépítés titkát

Vágólapra másolva!

Páll-Gergely Barna, a HUN-REN Agrártudományi Kutatóközpont Növényvédelmi Intézetének kutatója és Sipos András Árpád, a HUN‒REN-BME Morfodinamika Kutatócsoport munkatársa vezetésével különböző szárazföldi csigafajok héjainak felépítését és gazdaságosságát vizsgálta egy nemzetközi kutatócsoport. Az Evolution című rangos szakfolyóiratban közölt tanulmány eredményei szerint a tüdőscsigák – az ajtóscsigákhoz képest – könnyebben „változtathatták” a házuk alakját az evolúció során, aminek szerepe lehetett abban, hogy a tüdőscsigák evolúciós léptékben sikeresebbek az ajtósoknál.

Origo

Vágólapra másolva!

csigahéj csiga evolúció

A közel harmincezer ismert szárazföldi csiga többsége két csoportba sorolható. A nagyobbik a nyelesszemű tüdőscsigák (Stylommatophora) csoportja: közel 23.000 faja szinte mindenhol elterjedt a Földön, a Magyarországon élő csigafajok döntő többsége is idetartozik. A kisebb, közel 4000 fajt számláló Cyclophoroidea csoportot elsősorban a trópusokon honos csigák alkotják. Utóbbiakat ajtóscsigáknak is nevezik, ugyanis amikor az állat visszahúzódik a házába, egy csapóajtó-szerű fedél (operculum) zárja le a bejáratot.

Az alábbi ábra a két csoport házai közötti különbségeket összegzi. A diagramokon balról jobbra haladva a fokozatosan egyre laposabb héjak természetben megfigyelt gyakorisága látható. Mivel az ajtóscsigák (A: bal alsó fotó és CT-metszet) ajtaja többnyire kerek, ezért a csigaház bejárata is hasonló alakú. Ebből adódóan a kanyarulatok keresztmetszete is kerek, és az egymást követő kanyarulatok csak egy pontban érintkeznek.

Csigaházak összehasonlítása
Fotó: HUN-REN

Ezzel szemben a tüdőscsigák (B: jobb alsó fotó és CT-metszet) házbejáratának alakja változatosabb, általában félhold alakú, hiszen a későbbi kanyarulat jobban ráépülhet az azt megelőzőre. Az 1970-es évek óta ismert, hogy a tüdőscsigák között rengeteg lapos és magas tekercsű ház fordul elő, azonban a gömbölyded formák (ahol a héj magassága és szélessége nagyjából egyenlő) nagyon ritkák (ez látható a jobb oldali diagram középső részén).

A lapos és magas héjakhoz tartozó maximumok megfigyelhetőek az ajtóscsigáknál (bal oldali diagram) is, e csoporton belül azonban a tüdőscsigákhoz képest jóval több olyan faj van, amelyeknél a héj szélessége és magassága nagyjából egyenlő.

A két csoport között a héjalak gyakoriságában megfigyelhető különbségre eddig nem született méréseken alapuló magyarázat, ezért a német, osztrák és amerikai kutatók Páll-Gergely Barna és Sipos András Árpád vezetésével 39 csigafaj héjainak CT-felvételeit vizsgálták, majd a héj geometriáját matematikai elemzésnek vetették alá.

A kutatás hipotézise, hogy a gyakoriságban megfigyelhető eltérés összefügg az optimális, azaz anyagtakarékos héjalakkal. A csigák alapvetően minimális anyagfelhasználásra törekednek, adott térfogatot minimális felületű héjjal igyekeznek körbevenni. Az alkalmazott matematikában egy geometriai formának az említett értelemben vett hatékonyságát az úgynevezett izoperimetrikus arány jellemzi. A csigahéj esetében az izoperimetrikus arány mind a jellemző kanyarulati keresztmetszetre, mind a teljes háromdimenziós felületre vonatkozóan értelmezhető.