ΑΝΤΙΚΕΙΜΕΝΟ ΚΑΙ ΣΚΟΠΟΣ ΜΕΛΕΤΗΣ

Transcript

1 ΕΙΣΑΓΩΓΗ ΕΙΣΑΓΩΓΗ ΑΝΤΙΚΕΙΜΕΝΟ ΚΑΙ ΣΚΟΠΟΣ ΜΕΛΕΤΗΣ Ο νεροβάτραχος Rana epeirotica Schneider, Sofianidou & Kyriakopoulou Sklavounou 1984, ανήκει στην οικογένεια Ranidae (Άνουρα, Αµφίβια). Η οικογένεια Ranidae είναι µια από τις πιο µεγάλες και πλατιά κατανεµηµένες οικογένειες των ανώτερων Ανούρων. Περιλαµβάνει 670 είδη στο σύνολο των 4000 προσδιορισµένων ειδών των Ανούρων µε πιο κοσµοπολίτικο το γένος Rana (260 είδη). Τα ευρωπαϊκά είδη του γένους Rana είναι 19 και µε βάση µορφολογικούς, οικολογικούς και άλλους χαρακτήρες διακρίνονται σε δύο οµάδες: τους νεροβατράχους (12 είδη) και τους καφέ βατράχους (7 είδη) (Nöllert & Nöllert, 1992). Οι νεροβάτραχοι τα τελευταία χρόνια αποτελούν το αντικείµενο πολλών ερευνών γιατί παρουσιάζουν ιδιαίτερο εξελικτικό ενδιαφέρον που σχετίζεται κυρίως µε την υβριδογένεση. Πιο συγκεκριµένα το είδος Rana ridibunda Pallas 1772, σε διάφορες περιοχές της κατανοµής του στον Ευρωπαϊκό χώρο υβριδίζεται σε ένα µικρό ποσοστό µε άλλα συµπάτρια είδη νεροβατράχων και δίνει µια σειρά φυσικών υβριδίων. Η πιο γνωστή περίπτωση είναι εκείνη του είδους Rana esculenta Linaeus 1758, την υβριδική φύση του οποίου ανακάλυψε πρώτος ο Berger (1964, 1973) στην Πολωνία. Το είδος αυτό προέρχεται από τη διασταύρωση των ειδών R. ridibunda x Rana lessonae Camerano 1882 και η ύπαρξη του διαιωνίζεται από την επαναδιασταύρωση των υβριδίων µε ένα από τα πατρικά είδη. Στην Ελλάδα µέχρι τη δεκαετία του 1980, το µόνο γνωστό είδος νεροβατράχου που είχε επισηµανθεί ήταν το είδος R. ridibunda *. Όµως µετά από µορφολογικές, ηλεκτροφορητικές, βιοακουστικές, καρυολογικές και άλλες µελέτες που διεξήχθηκαν σε διάφορους πληθυσµούς βατράχων αυτής της περιοχής βρέθηκε ένα ακόµα νέο είδος νεροβατράχου στη Ήπειρο και ιδιαίτερα στη λίµνη των Ιωαννίνων (Kyriakopoulou- Sklavounou, 1980 Hotz & Uzzell, 1982 Tunner & Heppich, 1982 Κυριακοπούλου- Σκλαβούνου, 1983 Schneider et al., 1984). Επίσης βρέθηκε ότι αυτό το νέο είδος, R. epeirotica, υβριδίζεται σε ένα µικρό ποσοστό µε το συµπατρικό του είδος R. ridibunda και δίνει µια σειρά υβριδίων (Schneider et al., 1984 Kyriakopoulou-Sklavounou et al., 1991 Sofianidou, 1996 Kyriakopoulou-Sklavounou & Vasara, 2001). Πρόσθετες * Οι Schneider et al. (1993) µετανόµασαν το είδος R. ridibunda της Ηπείρου σε Rana balcanica, υποστηρίζοντας ότι η κατανοµή του είδους R. ridibunda στην Ελλάδα περιορίζεται µόνο στη Θράκη. 5

2 µελέτες έδειξαν ότι το είδος R. epeirotica δεν απαντά µόνο στην περιοχή της Ηπείρου αλλά κατανέµεται και νοτιότερα κατά µήκος της Ιόνιας ζώνης φθάνοντας µέχρι το βορειοδυτικό τµήµα της Πελοποννήσου (Sofianidou & Schneider, 1989 δικά µας αδηµοσίευτα δεδοµένα). Συνεπώς ο νεροβάτραχος R. epeirotica µπορεί να θεωρηθεί ως ενδηµικό είδος της Ελλάδας αφού η εξάπλωση του προς τα βόρεια, περιορίζεται µόνο σε ένα πολύ µικρό κοµµάτι της Νότιας Αλβανίας (Schneider & Haxhiou, 1992) (εικόνα 1). Τα αποτελέσµατα των παρατηρήσεων µας έδειξαν ότι το είδος αυτό βρίσκεται σε µεγάλη αφθονία όχι µόνο στις λίµνες των Ιωαννίνων και Τριχωνίδας αλλά επίσης σε πολλά τέλµατα, βάλτους, ρυάκια και όχθες ποταµιών της Ιόνιας ζώνης. Εικόνα 1. Εξάπλωση του R. epeirotica. Figure 1. Distribution of R. epeirotica. 6

3 ΕΙΣΑΓΩΓΗ Μορφολογία. Τα περισσότερα άτοµα R. epeirotica (εικόνες 2,3) έχουν πράσινο λαδί χρώµα µε πολλές ακανόνιστες σκούρες πράσινες κηλίδες. Σε πολλά ζώα υπάρχει µια ανοιχτή πράσινη γραµµή στη µέση της ράχης. Τα τύµπανα Εικόνα 2. Αρσενικό άτοµο R. epeirotica. είναι πράσινα χωρίς Figure 2. Male R. epeirotica. σκούρο περίγραµµα. Οι φωνητικοί σάκοι στα αρσενικά είναι λαδί και σφαιρικοί, τοποθετηµένοι στις άκρες του στόµατος και γίνονται σκούρο γκρι κατά την αναπαραγωγική περίοδο. Στα πλάγια (πλευρά) ο χρωµατισµός είναι προς το κίτρινο, το οποίο γίνεται πιο έντονο στους γλουτούς. Χαρακτηριστικά είναι τα σχέδια που έχουν χρώµα πράσινο-γκρι και δηµιουργούνται στην εσωτερική και πάνω µεριά των µηρών. Εικόνα 3. Θηλυκό άτοµο R. epeirotica. Figure 3. Female R. epeirotica. Οι Schneider et al. (1984) έκαναν και µορφοµετρικές µετρήσεις (µήκος σώµατος, κνηµοπερόνης, µηρού, πρώτου δακτύλου, φύµατος πλάτος κρανίου, απόσταση ρουθουνιών, απόσταση ρύγχους-µατιού) και υπολόγισαν 11 λόγους αυτών των µεγεθών. 7

4 Οι λόγοι που διακρίνουν κυρίως το R. epeirotica από το R. ridibunda, είναι ο λόγος του µήκους του σώµατος προς το µήκος της κνηµοπερόνης και ο λόγος του µήκους του πρώτου δακτύλου του ποδιού προς το µήκος του φύµατος. Σκοπός µελέτης. Τα στοιχεία που υπάρχουν µέχρι σήµερα για το είδος R. epeirotica αφορούν κυρίως στη µορφολογία, στην κατανοµή και στη φωνητική του δραστηριότητα (Schneider et al., 1984 Sofianidou et al., 1987 Sofianidou & Schneider, 1989 Schneider & Haxhiou, 1992). Είναι ενδηµικό είδος της Ελλάδας, και καµµιά λεπτοµερής µελέτη δεν διεξήχθη πάνω στη βιολογία αναπαραγωγής του, γι αυτό και βασικά στοιχεία της βιολογίας του, όπως ο γαµετογενετικός κύκλος, ο αριθµός και το µέγεθος αυγών, η ηλικία πρώτης αναπαραγωγής και πολλά άλλα πληθυσµιακά στοιχεία παραµένουν άγνωστα (Νöllert & Nöllert, 1992). Συνεπώς η διεξαγωγή αυτής της εργασίας θα αποτελέσει όχι µόνο µια σηµαντική συµβολή στη µελέτη της πανίδας της Ελλάδας, αλλά και θα δώσει και πολλά ποσοτικά, αναπαραγωγικά και δηµογραφικά δεδοµένα που λείπουν από τη διεθνή βιβλιογραφία. Ακόµα, το R. epeirotica είναι εδώδιµο είδος και προς το παρόν, αφθονεί στη βορειοδυτική Ελλάδα, χωρίς να κινδυνεύει από εξαφάνιση. Καθώς όµως η συλλογή του για διατροφικούς σκοπούς και η εξαγωγή του γίνεται µε ταχείς ρυθµούς, σε συνδυασµό µε την υποβάθµιση του περιβάλλοντος, υπάρχει µελλοντικός κίνδυνος µείωσης των φυσικών πληθυσµών του. Υπάρχουν έρευνες που αναφέρονται στην ελάττωση των πληθυσµών αµφιβίων ίσως και εξαιτίας της βισυσσώρευσης βαρέων µετάλλων και φυτοφαρµάκων γυρίνων και ώριµων ατόµων (Loumbourdis, 1997 Loumbourdis & Wray, 1998 Loumbourdis et al., 1999). Η γνώση της βιολογίας αναπαραγωγής του δίνει τη δυνατότητα συλλογής του την κατάλληλη εποχή χωρίς τον κίνδυνο µείωσης ή ακόµα και εξαφάνισης των πληθυσµών R. epeirotica. Η εργασία χωρίζεται κυρίως σε τρία µέρη: 1. Στο πρώτο µέρος µελετήθηκε η βιολογία αναπαραγωγής του είδους R. epeirotica * στη φύση. Για το σκοπό αυτό εξετάστηκαν: Οι µηνιαίες µεταβολές του βάρους των γονάδων (όρχεων και ωοθηκών), ωαγωγών, λιπωδών σωµάτων και ήπατος κατά τη διάρκεια του χρόνου και η συσχέτιση µεταξύ τους * Επειδή στα δείγµατά µας υπήρχε πάντοτε η πιθανότητα να υπάρχουν και κάποια υβρίδια ανάµεσά τους, ο προσδιορισµός των ατόµων γινόταν όχι µόνο µε µορφολογικά κριτήρια αλλά και µε ηλεκτροφορητική έρευνα. 8

5 ΕΙΣΑΓΩΓΗ Οι µηνιαίες µεταβολές της µορφολογίας των γονάδων (σπερµατογενετικός και ωογενετικός κύκλος) Ο αριθµός και το µέγεθος των ωοθυλακίων κατά τη διάρκεια του χρόνου και η συσχέτισή τους µε το µέγεθος του θηλυκού Η συχνότητα ωοαπόθεσης και ο αριθµός των αυγών Το µέγεθος και η ηλικία σεξουαλικής ωρίµανσης 2. Στο δεύτερο µέρος µε τη βοήθεια της µεθόδου της οστεοχρονολόγησης µελετήθηκαν: Ηλικιακή σύνθεση του πληθυσµού Βιωσιµότητα 3. Στο τρίτο µέρος µελετήθηκε η εµβρυϊκή, προνυµφική ανάπτυξη και µεταµόρφωση των γυρίνων R. epeirotica. 9

6 ΒΙΟΛΟΓΙΑ ΑΝΑΠΑΡΑΓΩΓΗΣ Η βιολογία αναπαραγωγής εξετάζει τις διάφορες στρατηγικές αναπαραγωγής που παρουσιάζουν τα αµφίβια. Οι στρατηγικές αυτές αποτελούν συνδυασµό µορφολογικών, φυσιολογικών και ηθολογικών προσαρµογών των ζώων, µε σκοπό την επιβίωση δυνατού αριθµού απογόνων κάτω από συγκεκριµένες περιβαλλοντικές συνθήκες. Είναι φανερό λοιπόν ότι τόσο οι φυσιολογικές και µορφολογικές προσαρµογές των αµφιβίων στο περιβάλλον, όσο και οι στρατηγικές αναπαραγωγής είναι σηµαντικές για την επιβίωσή τους (Salthe & Mecham, 1974 Lofts, 1974 Wake, 1982 Duellman & Trueb, 1994 Zug et al., 2001). Έτσι λοιπόν η βιολογία αναπαραγωγής εξετάζει: Εξωτερικούς και εσωτερικούς παράγοντες που επηρεάζουν τους γαµετογενετικούς κύκλους Γονιµότητα (αριθµός και µέγεθος αυγών, συχνότητα ωαπόθεσης και ποσοστό θηλυκών που είναι ώριµα σεξουαλικά) ιάρκεια ανάπτυξης (συµπεριλαµβάνοντας και τη διάρκεια µεταµόρφωσης) Ηλικία πρώτης αναπαραγωγής και µέγιστη διάρκεια ζωής Αναπαραγωγική προσπάθεια (π. χ. γονική επένδυση του χρόνου και της ενέργειας που απαιτείται κατά την αναπαραγωγική διαδικασία) Ποσοτικούς και περιβαλλοντικούς περιορισµούς Γαµετογένεση Γαµετογένεση είναι η δηµιουργία των κυττάρων που θα αποτελέσουν τους προδρόµους του νέου οργανισµού, δηλαδή η ανάπτυξη και η διαφοροποίηση των γαµετών (σπερµατοζωάρια και ωοκύτταρα). Αρσενικά. Οι όρχεις στα άνουρα είναι δύο, µικροί σε µέγεθος, κίτρινοι, έχουν ωοειδές σχήµα και βρίσκονται δεξιά και αριστερά της οπίσθιας κοίλης φλέβας στο ύψος των νεφρών (Lofts, 1974). Καλύπτονται από ελαστικό ινώδη ιστό και ενώνονται µε µεσόρχιο στο κοιλιακό τοίχωµα. Κάθε όρχις είναι µια µάζα περιελιγµένων σπερµατοφόρων σωληναρίων που βρίσκονται διασπαρµένα σε διάµεσο ιστό. Ο διάµεσος ιστός είναι συνδετικός ιστός που περιέχει τριχοειδή αιµοφόρα αγγεία και τα διάµεσα ή κύτταρα Leydig που παράγουν τις στεροειδείς ορµόνες (ανδρογόνα). Στα σπερµατοφόρα 10

7 ΕΙΣΑΓΩΓΗ σωληνάρια υπάρχουν τα κύτταρα Sertoli και τα γεννητικά κύτταρα. Τα κύτταρα Sertoli είναι πλούσια σε χοληστερόλη και παίζουν ρόλο στην έκκριση στεροειδών ουσιών και στη διατροφή των αναπτυσσόµενων βλαστικών κυττάρων (σπερµατογόνια). Τα πρωτογενή γεννητικά κύτταρα είναι τα διπλοειδή πρωτογενή σπερµατογόνια. Είναι τα πιο µεγάλα από τα γεννητικά κύτταρα, εωσινόφιλα, και βρίσκονται τοποθετηµένα κοντά στη βασική µεµβράνη των σπερµατοφόρων σωληναρίων. Τα πρωτογενή σπερµατογόνια κατά την ενεργή αναπαραγωγική περίοδο διαιρούνται µιτωτικά και δίνουν τα δευτερογενή σπερµατογόνια, των οποίων το κυτταρόπλασµα και ο πυρήνας είναι βασεόφιλος. Είναι λίγο µικρότερα από τα πρωτογενή και µε πιο σφαιρικό πυρήνα. Μερικά από τα θυγατρικά κύτταρα µετατρέπονται σε σπερµατοκύτταρα πρώτης τάξης που έχουν άφθονο εωσινόφιλο κυτταρόπλασµα και πιο συµπαγή πυρήνα από τα δευτερογενή σπερµατογόνια. Τα σπερµατοκύτταρα πρώτης τάξης αρχίζουν να διαιρούνται µειωτικά. Κατά τη διάρκεια των µειωτικών διαιρέσεων, τα κύτταρα που βρίσκονται σε πιο προχωρηµένα στάδια µείωσης και σπερµατογένεσης τοποθετούνται πιο κοντά προς το κέντρο του σπερµατοφόρου σωληναρίου. Κάθε σπερµατοκύτταρο πρώτης τάξης διαιρείται αρχικά (πρώτη µειωτική διαίρεση) σε δύο σπερµατοκύτταρα δεύτερης τάξης και µετά (δεύτερη µειωτική διαίρεση) σε τέσσερις σπερµατίδες, που είναι πολύ µικρότερες από τα σπερµατοκύτταρα και διαθέτουν απλοειδή αριθµό χρωµοσωµάτων. Οι σπερµατίδες ωριµάζουν, επιµηκύνονται και διαφοροποιούνται σε σπερµατοζωάρια (σπερµιογένεση), τα οποία απελευθερώνονται στον αυλό του σπερµατοφόρου σωληναρίου. Από εκεί µπαίνουν σε εκφορητικά σωληνάρια, τα οποία συνδέονται µε τα ουροφόρα σωληνάρια και µετά καταλήγουν στους ουρητήρες ή αγωγούς του Wolff. Θηλυκά. Οι ωοθήκες των Ranidae είναι δύο σακοειδείς και λοβωτές κατασκευές, που η κάθε µία περιλαµβάνει 4-7 λοβούς. Είναι προσκοληµένες µε µεσεντέρια στην κεντρική κοιλιακή περιοχή, κοντά στα νεφρά και καλύπτονται από επιθήλιο. Οι αρτηρίες προσκοµίζουν υλικά για την ανάπτυξη των ωαρίων που βρίσκονται µέσα στους λοβούς της ωοθήκης. Τα ωογόνια είναι τα βλαστικά κύτταρα που θα δώσουν τα ωοκύτταρα. Τα ωογόνια πολλαπλασιάζονται µιτωτικά και µετατρέπονται σε πρωτογενή ωοκύτταρα όταν ξεκινά η ωογένεση. Καθώς το πρωτογενές ωοκύτταρο αναπτύσσεται, ήδη περιβάλλεται από ένα στρώµα επίπεδων κυττάρων (κοκκώδης στιβάδα - ωοθυλακιακά) που εκκρίνουν οιστρογόνα και δηµιουργούν το ωοθυλάκιο, το οποίο σπάει όταν το ωάριο ωριµάσει και ελευθερώνεται στην σωµατική κοιλότητα. Κάθε πρωτογενές ωοκύτταρο διαιρείται µειωτικά και δίνει σε πρώτη φάση ένα δευτερογενές ωοκύτταρο και ένα πολικό σωµάτιο. 11

8 Το δευτερογενές ωοκύτταρο στη δεύτερη µειωτική διαίρεση * δίνει το ώριµο ωάριο και ένα ακόµα πολικό σωµάτιο, το οποίο σύντοµα πεθαίνει λόγω έλλειψης θρεπτικών αποθεµάτων. Η λέκιθος αποτελεί την πιο συνηθισµένη µορφή αποθήκευσης τροφής στο ωοκύτταρο και το πιο εµφανές κυτταροπλασµατικό συστατικό του συσσωρεύεται στο ωοκύτταρο κατά τη λεκιθογένεση η οποία ξεκινά κατά τη διάρκεια της διπλοταινίας της πρώτης πρόφασης και έχει ως αποτέλεσµα την αύξηση του µεγέθους του ωοκυττάρου. Το κυριότερο συστατικό της λεκίθου είναι η λεκιθογενίνη που στα αµφίβια σχηµατίζει διακριτές δοµές που περιβάλλονται από µεµβράνη και είναι γνωστές σαν λεκιθικά πετάλια. Κατά την ωογένεση παρατηρούµε και µια αύξηση του µεγέθους του πυρήνα του ωοκυττάρου. Στα αµφίβια τα συστατικά του ωοκυττάρου είναι άνισα κατανεµηµένα και του προσδίδουν πολικότητα. Η πολικότητα αποτελεί ουσιαστικό παράγοντα στην ανάπτυξη του αυγού και ορίζει έναν άξονα (σαν νοητή γραµµή) που χωρίζει το ωοκύτταρο σε δύο ηµισφαίρια: το ζωικό ηµισφαίριο (σκούρο καφέ), όπου είναι µετατοπισµένος ο πυρήνας και έχει λίγη λέκιθο, και το φυτικό ηµισφαίριο (λευκό), που βρίσκεται στο αντίθετο άκρο του αυγού και σε αυτό συσσωρεύεται η λέκιθος. Για αυτόν το λόγο (άνιση κατανοµή λεκίθου) τα αυγά των αµφιβίων χαρακτηρίζονται ως µεσολεκιθικά. Τα ωοκύτταρα των αµφιβίων περιβάλλονται από τρείς φακέλους που τα τρέφουν και τα προστατεύουν: Ένα λεκιθικό φάκελο που αποτελείται από γλυκοπρωτεΐνες που παράγονται από το ωοκύτταρο κατά την ωογένεση και σχηµατίζει µια στιβάδα ανάµεσα στο ωοκύτταρο και τα ωοθυλακιακά κύτταρα. Τα ωοθυλακιακά κύτταρα παράγουν την ακτινωτή ζώνη που περιβάλλει το ωοκύτταρο και µεγαλώνει σε πάχος καθώς το ωοκύτταρο αυξάνει σε µέγεθος. Ο τρίτος φάκελος είναι ένα ζελατινώδες κάλυµµα από αλβουµίνη που προστίθεται γύρω από το ωοκύτταρο καθώς αυτό περνά µέσα από τον ωαγωγό. Ο ωαγωγός είναι ισχυρά περιελιγµένος, δέχεται τα ωοκύτταρα από µια ανοικτή βλεφαριδοφόρο είσοδο (χοάνη ή στόµιο) και τα οδηγεί στο οπίσθιο άκρο του, όπου ο ωαγωγός διευρύνεται σχηµατίζοντας τον ωόσακο. Ο ωόσακος επικοινωνεί µε την κλοάκη από όπου βγαίνουν τα αυγά. * Έναυσµα για τη συµπλήρωση της δεύτερης µειωτικής διαίρεσης αποτελεί η είσοδος του σπερµατοζωαρίου στο ωάριο. 12

9 ΕΙΣΑΓΩΓΗ Η ατρησία είναι ένα φαινόµενο που παρατηρείται συχνά στα θηλυκά αµφίβια (Barr, 1968), και αναφέρεται στα ώριµα ωοκύτταρα που έχουν µείνει στην ωοθήκη µετά την ωαπόθεση. Η λέκιθος των τελευταίων φαγοκυτταρώνεται από κύτταρα της ωοθήκης. Τα άτρητα ωοκύτταρα εµφανίζονται γεµάτα µε κενοτόπια µε σκούρη χρωστική ουσία, που προφανώς αποτελούν το αποτέλεσµα της φαγοκύττωσης. Παράγοντες που επηρεάζουν τη γαµετογένεση Ενδογενείς παράγοντες. Η ανάπτυξη των γονάδων ελέγχεται άµεσα από την υπόφυση µέσω του υποθαλάµου (Smith, 1955 van Oordt, 1960 Lofts, 1974). Στα αρσενικά η υπόφυση απελευθερώνει στην κυκλοφορία την ωχρινοτρόπο ορµόνη (LH). H LH ρυθµίζει την παραγωγή της τεστοστερόνης από τα κύτταρα Leydig. Η στεροειδής αυτή ορµόνη προωθεί τη διαφοροποίηση των βλαστικών κυττάρων των αρσενικών αµφιβίων. Εκτός από την LH, και άλλη µια υποφυσιακή γοναδοτρόπος ορµόνη, η θυλακιοτρόπος (FSH) δρα επί των κυττάρων Sertoli και προκαλεί την απελευθέρωση της ανδρογονοδεσµευτικής πρωτεΐνης (ΑΒΡ). Η ΑΒΡ συγκρατεί τη τεστοστερόνη µέσα στα σπερµατοφόρα σωληνάρια έτσι ώστε να διατηρηθεί η επίδρασή της κατά τη σπερµιογένεση. Στα θηλυκά αµφίβια ο υποθάλαµος διεγείρεται εποχιακά και απελευθερώνει νευροενδοκρινείς παράγοντες, που ρυθµίζουν τις εκκρίσεις της υπόφυσης. Η υπόφυση εκκρίνει τη γοναδοτροπίνη, που είναι υπεύθυνη για την ανάπτυξη και ωρίµανση του ωοκυττάρου και για την ωορρηξία. Η γοναδοτροπίνη προκαλεί την έκκριση οιστρογόνου από τα ωοθυλακιακά κύτταρα. Τα οιστρογόνα, αφού απελευθερωθούν στην κυκλοφορία, διεγείρουν το ήπαρ να συνθέσει τη λεκιθογενίνη. Η λεκιθογενίνη, µέσω του αίµατος, µεταφέρεται στην ωοθήκη και προσλαµβάνεται από τα ωοκύτταρα. Όταν τελειώσει η λεκιθογένεση, η γοναδοτροπίνη διεγείρει τα ωοθυλακιακά κύτταρα να εκκρίνουν µια άλλη πρωτεΐνη, την προγεστερόνη, η οποία προωθεί την ωορρηξία. Εξωγενείς παράγοντες. Γενικά οι εκκρίσεις της υπόφυσης σχετίζονται µε περιβαλλοντικούς παράγοντες, οι οποίοι µε αυτόν τον τρόπο επηρεάζουν την ανάπτυξη και ωρίµανση των γονάδων. Η θερµοκρασία είναι ο σηµαντικότερος εξωγενής παράγοντας, αφού έχει βρεθεί ότι ο ρυθµός της γαµετογένεσης µειώνεται αισθητά σε πολύ χαµηλές θερµοκρασίες. Η βροχή, η φωτοπερίοδος και η τροφή φαίνεται να παίζουν επίσης ξεχωριστό ρόλο στο ξεκίνηµα της αναπαραγωγικής περιόδου των αµφιβίων. 13

10 Ετήσιοι κύκλοι γαµετογένεσης Οι ενδογενείς γαµετογενετικοί κύκλοι, σε συνδυασµό µε τους περιβαλλοντικούς παράγοντες, δηµιουργούν στα αµφίβια τρία διαφορετικά είδη ετήσιων γαµετογενετικών κύκλων: Συνεχής κύκλος. Στα τροπικά και υποτροπικά κλίµατα, όπου οι περιβαλλοντικές συνθήκες είναι συνήθως σταθερές, τα άνουρα αναπαράγονται όλον το χρόνο και η βροχή είναι ο πιο σηµαντικός παράγοντας που επηρεάζει αυτή τη συνεχή αναπαραγωγική ικανότητα. Ο σπερµατογενετικός κύκλος είναι συνεχής, αφού τα σπερµατοζωάρια βρίσκονται στα σπερµατοφόρα σωληνάρια κάθε µήνα και παρατηρούνται συνεχώς σπερµατογόνια που διαιρούνται µιτωτικά. Επίσης, η ωογένεση είναι συνεχής, αφού στις ωοθήκες παρατηρούνται όλα τα στάδια της ανάπτυξης των ωοκυττάρων σε κάθε εποχή του χρόνου, αν και υπάρχουν µικρές ποσοτικές διαφορές στο ποσοστό αυτών. Συνεχή γαµετογενετικό κύκλο παρουσιάζουν τα ινδικά είδη Rana cyanophlyctis, Rana tigrina (Saidapur & Kanamadi, 1982 Saidapur, 1983 Pancharatna & Saidapur, 1985). Ασυνεχής κύκλος. Στις πιο πολλές βόρειες εύκρατες περιοχές η παραγωγή των σπερµατοζωαρίων περιορίζεται σε µόνο µια συγκεκριµένη εποχή του χρόνου όπου η κατάλληλη θερµοκρασία παίζει σηµαντικό ρόλο για την αρχή της σπερµατογένεσης. Σε αυτά τα βατράχια µετά την άνοιξη και το καλοκαίρι, οι όρχεις περιέχουν µόνο γαµετικές κύστεις σπερµατογονίων που διαιρούνται µιτωτικά. Τέλη φθινοπώρου, αρχίζουν να εµφανίζονται τα σπερµατοζωάρια, ενώ οι µιτωτικές διαιρέσεις σταµατούν κατά τη διάρκεια της χειµερίας νάρκης (Οκτώβριος Ιανουάριος) (Lofts, 1974 Duellman & Trueb, 1994). Στις ωοθήκες, την άνοιξη, παρατηρούνται ώριµα ωοκύτταρα, ενώ µετά την αναπαραγωγική περίοδο οι ωοθήκες είναι γεµάτες ως επί το πλείστον µε ωοκύτταρα µικρής διαµέτρου. Η ανάπτυξη των ωοκυττάρων διακόπτεται κατά τη διάρκεια των κρύων µηνών του χειµώνα. Βορειοευρωπαϊκά είδη που παρουσιάζουν ασυνεχή κύκλο γαµετογένεσης είναι το Rana temporaria (Lofts et al., 1972 Jørgensen, c), το Rana dalmatina (Jørgensen, 1992), το Bufo bufo (Jørgensen et al., 1979b Jørgensen, 1984a), το Bufo viridis (Jørgensen, 1984b) και άλλα. 14

11 ΕΙΣΑΓΩΓΗ υνητικά συνεχής κύκλος. Στις εύκρατες περιοχές, στους όρχεις των αρσενικών τα σπερµατοζωάρια δεν εµφανίζονται όλο το χρόνο αλλά είναι πιο πολλά το φθινόπωρο, το χειµώνα και τις αρχές της άνοιξης. Παρόλα αυτά, καθ όλη τη διάρκεια του χρόνου µπορούµε να παρατηρήσουµε γαµετικές κύστεις που διαιρούνται µιτωτικά (ακόµα και στις χαµηλές θερµοκρασίες του χειµώνα, αλλά µε χαµηλότερη ταχύτητα σε σχέση µε την άνοιξη και το καλοκαίρι) (Lofts, 1974). Στις ωοθήκες των θηλυκών, όπως και στον ασυνεχή αναπαραγωγικό τύπο, την άνοιξη υπάρχουν µεγάλα ώριµα ωοκύτταρα, και µετά την αναπαραγωγική περίοδο παρατηρούνται συνήθως µόνο ωοκύτταρα µικρής διαµέτρου. Παρόλα αυτά, κατά τη διάρκεια του χειµώνα η ανάπτυξη των ωοκυττάρων δεν διακόπτεται. Τέτοια είδη µε δυνητικά γαµετογενετικό κύκλο είναι τα: R. esculenta (Rastogi et al., Iela et al., 1979), R. ridibunda (Kyriakopoulou - Sklavounou & Loumbourdis, 1990 Loumbourdis & Kyriakopoulou - Sklavounou, ) Rana perezi (Delgado et al., 1990). Τρόπος αναπαραγωγής Ο τρόπος αναπαραγωγής για τα αµφίβια είναι ο συνδυασµός της ωαπόθεσης µε διάφορους παράγοντες που συµπεριλαµβάνουν τη θέση ωαπόθεσης, το µέγεθος και το πλήθος των αυγών, την ταχύτητα και τη διάρκεια ανάπτυξης, και τον τύπο γονικής φροντίδας (Salthe, 1969 Salthe & Duellman, 1973). Το R. epeirotica τοποθετεί τα αυγά του σε στάσιµα νερά και οι γυρίνοι του µεγαλώνουν χωρίς γονική φροντίδα (σε αντίθεση µε µερικά είδη της οικογένειας Dendrobatidae στη Ν. Αµερική όπου τα οι βάτραχοι περιθάλπουν τα αυγά τους και τους νεοεκκολαπτόµενους γυρίνους ). Γονιµότητα Στα άνουρα η γονιµότητα συνδέεται άµεσα µε τον τρόπο αναπαραγωγής, αλλά και µε το µέγεθος του σώµατος. Το ωοζωοτόκο Eleutherodaktylus jasperi έχει µόνο 3-5 αυγά κάθε φορά (Wake, 1978). Tα είδη που τοποθετούν τα αυγά τους στο νερό, συνήθως όσο µεγαλύτερο µέγεθος έχουν, τόσο πιο µεγάλες ωοµάζες γεννούν. Το είδος Rana catesbeiana θεωρείται ότι γεννά τα πιο πολλά αυγά, αφού έχει καταγραφεί θηλυκό µήκους (ρύγχος - κλοάκη) 17,9 εκατοστά µε αυγά (McAuliffe, 1978). Οι Salthe & 15

12 Duellman (1973), Kuramoto (1978), Kaplan (1980), Jørgensen (1981) ασχολήθηκαν µε τη γονιµότητα ανούρων και διατύπωσαν τα εξής γενικά συµπεράσµατα: Υπάρχει ισχυρά θετική συσχέτιση µεταξύ του µήκους σώµατος και του αριθµού των αυγών που γεννούν τα θηλυκά (ενός συγκεκριµένου τρόπου αναπαραγωγής) Υπάρχει αρνητική σχέση (για δεδοµένο µήκος σώµατος) µεταξύ του µεγέθους του αυγού και του µεγέθους της ωοµάζας Ανεξάρτητα του τρόπου αναπαραγωγής, το µέγεθος του εκκολαπτοµένου ζώου σχετίζεται θετικά µε το µέγεθος του αυγού Σε πολλά είδη Rana έχει βρεθεί ότι τα µεγαλύτερα σε ηλικία θηλυκά γεννούν τον πρώτο, χρόνο πιο πολλά αυγά σε σχέση µε τα µικρότερα θηλυκά, γιατί οι ωοµάζες τους είναι µεγαλύτερες και γιατί ωαποθετούν πάνω από µια φορά το χρόνο. Έτσι ο Howard (1978) ανέφερε ότι το R. catesbeiana τον πρώτο χρόνο αναπαραγωγής γεννά µόνο µια φορά, ενώ τα επόµενα χρόνια, γεννά δύο φορές. ιάρκεια ανάπτυξης Η ταχύτητα ανάπτυξης των εκκολαπτόµενων αυγών κυµαίνεται πολύ στα διάφορα είδη ανούρων. Παραδείγµατος χάρη, για ορισµένα είδη Bufo, Hyla και Scaphiopus η ανάπτυξη του αυγού διαρκεί µία µέρα, ενώ για το Rana aurora διαρκεί 42 ηµέρες. Γενικά στα Αµφίβια, όσο µεγαλύτερο είναι το αυγό, τόσο πιο µεγάλη είναι η διάρκεια εκκόλαψης του και ανάπτυξης του γυρίνου. Αντίθετα, µε την αύξηση της θερµοκρασίας η ταχύτητα ανάπτυξης µεγαλώνει. Έτσι παραδείγµατος χάρη, ο Kaplan (1980) αναφέρει για το Ambystoma opacum ότι η εκκόλαψη των αυγών του στους 20 0 C διαρκεί 250 ώρες, ενώ στους 10 0 C διαρκεί 800 ώρες. Ηλικία πρώτης αναπαραγωγής Τα άνουρα των τροπικών περιοχών, µε το ζεστό και υγρό κλίµα, ωριµάζουν πολύ πιο γρήγορα από τα άνουρα των εύκρατων κλιµάτων. Οι Brown & Alcala (1970) βρήκαν ώριµα άτοµα Rana erythraea που η ηλικία τους ήταν 6-7 µηνών για τα αρσενικά και 9 µηνών για τα θηλυκά. Στις εύκρατες περιοχές η ωρίµανση σχετίζεται µε το υψόµετρο και τη θερµοκρασία (Hemelaar, 1988). Έτσι παραδείγµατος χάρη το Rana sylvatica στο Maryland, στα υψηλά υψόµετρα ωριµάζει δύο µε τέσσερα χρόνια αργότερα από ό,τι σε χαµηλά υψόµετρα. Επίσης, το Bufo calamita της Σουηδίας, ωριµάζει δύο χρόνια 16

13 ΕΙΣΑΓΩΓΗ αργότερα από το ίδιο είδος της Ελβετίας. Γενικά, τα περισσότερα βατράχια των εύκρατων περιοχών ωριµάζουν τον πρώτο µε δεύτερο χρόνο µετά την εκκόλαψή τους (Rastogi et al., 1983 Kyriakopoulou-Sklavounou & Loumbourdis, 1990 Loumbourdis & Kyriakopoulou-Sklavounou, 1991). Μεταβολισµός και ενεργειακό ισοζύγιο Η παραγωγή ενέργειας στα αµφίβια µελετήθηκε διεξοδικά από τους Bennett (1978) και Brattstrom (1970). Τα λιπώδη σώµατα και το ήπαρ αποτελούν τα κυριότερα όργανα αποθήκευσης, µε τη µορφή λιπιδίων και γλυκογόνου αντίστοιχα, της ενέργειας που παίρνουν από την τροφή τα αµφίβια (Byrne & White, 1975 Krawczyk, 1971 Pasanen & Koskela, 1974 Schlaghecke & Blüm, 1978a,b Maruyama, 1979 Kyriakopoulou- Sklavounou & Loumbourdis, 1990 Loumbourdis & Kyriakopoulou-Sklavounou, 1991). Tα λιπώδη σώµατα είναι κίτρινες δακτυλοειδείς δοµές πάνω από τις γονάδες, ενώ το ήπαρ είναι ένας ογκώδης τρίλοβος και καστανοκόκκινος αδένας που βρίσκεται στο ύψος της καρδιάς. Η οξείδωση ενός γραµµαρίου λίπους δίνει τη διπλάσια ενέργεια από την ενέργεια που απελευθερώνεται από την οξείδωση ενός γραµµαρίου γλυκόζης (Lehninger, 1982). Το λίπος των λιπωδών σωµάτων χρησιµοποιείται και στη λεκιθογένεση και στη δηµιουργία στεροειδών ορµονών (Long, 1986). Όταν το οξυγόνο όµως δεν είναι αρκετό (παραδείγµατος χάρη, κατά τη χειµερία νάρκη όπου τα ζώα βρίσκονται κάτω από τη λάσπη), τότε είναι έντονος ο αναερόβιος µεταβολισµός του γλυκογόνου το οποίο µετατρέπεται σε γαλακτικό οξύ. Τα υψηλά ποσά γαλακτικού οξέος στους ιστούς των ανούρων συνδέονται επίσης µε την έντονη σωµατική άσκηση (αποφυγή εχθρών, µάχη µεταξύ ατόµων του ίδιου είδους, ψάξιµο τροφής, κάλεσµα ζευγαρώµατος), (Pough & Gater, 1984). Το είδος του «καυσίµου» που καταναλώνεται από τα αµφίβια σε περιόδους έλλειψης τροφής, σχετίζε γυρίνων ται κυρίως µε το περιβάλλον τους. Έτσι τα χερσαία Bufonidae καταναλώνουν κυρίως λίπη, ενώ τα ηµιυδρόβια Ranidae καταναλώνουν γλυκογόνο (Βush, 1963). Γενικά οι µεταβολές του βάρους των λιπωδών σωµάτων και του ήπατος κατά τη διάρκεια του χρόνου αντικατοπτρίζουν τη χρησιµοποίηση του λίπους ή της γλυκόζης αντίστοιχα για την ικανοποίηση των ενεργειακών αναγκών των αµφιβίων. 17

14 ΟΣΤΕΟΧΡΟΝΟΛΟΓΗΣΗ Οι εποχιακές κλιµατικές αλλαγές που παρατηρούνται στις εύκρατες περιοχές επηρεάζουν γενικά τη φυσιολογία των αµφιβίων (Esteban et al., 1996). H εναλλαγή της ζέστης µε το κρύο του χειµώνα, προκαλεί µια µη συνεχή ανάπτυξη των οστών και δηµιουργεί «σηµάδια» στην αύξησή τους. Έτσι, όταν η θερµοκρασία είναι ανεβασµένη (Άνοιξη Φθινόπωρο), το οστό αναπτύσσεται * ενώ κατά τη διάρκεια της χειµερίας νάρκης, η ανάπτυξη διακόπτεται (Kleinenberg & Smirina, 1969 Castanet et al., 1993 Kyriakopoulou & Grumiro, 2002). H οστεοχρονολόγηση, όπως έχει περιγραφεί από τη Smirina (1972), έχει εφαρµοστεί σε ουροδελή (Francillon, 1979 Caetano et al., 1985) και σε πολλά άνουρα (Hemelaar, 1981 Gittins et al., 1982 Gibbons & McCarthy, Halliday & Verrell, 1988 Castanet & Smirina, 1990 Caetano & Castanet, 1993 Esteban et al., 1996 Esteban et al., 1998), και θεωρείται η πλέον κατάλληλη µέθοδος εκτίµησης της ηλικίας των αµφιβίων. Συνήθως στη µέθοδο αυτή χρησιµοποιείται µόνο µια φάλαγγα του πίσω ποδιού, µε αποτέλεσµα να είναι δυνατή η απελευθέρωση των ζώων µετά την αφαίρεσή της. Σε τοµές φαλάγγων που έχουν βαφεί µε αιµατοξυλίνη, η ετήσια αύξηση του οστού εµφανίζεται ως ένα παχύ στρώµα (ζώνη) περιόστεου, χρώµατος ανοικτού µωβ τοποθετηµένο γύρω από τη µυελική κοιλότητα. Ανάµεσα στις ζώνες αυτές, που ονοµάζονται ετήσιοι δακτύλιοι, παρατηρούνται έντονοι σκούροι µωβ κύκλοι που αντιστοιχούν στην περίοδο της χειµερίας νάρκης και στη διακοπή της ανάπτυξης. Οι κύκλοι είναι γνωστοί ως κύκλοι µειωµένης ανάπτυξης (αύξησης) ή ως LAGs ( από τα αρχικά των λέξεων line of arrested growth), (Hemelaar & Gelder, 1980). Ένας ετήσιος δακτύλιος συν τον LAG που ακολουθεί, αντιστοιχούν σε ένα χρόνο ζωής. Στη τοµή της φάλαγγας και πολύ κοντά στη µυελική κοιλότητα, τοποθετείται πρώτη η γραµµή της µεταµόρφωσης (ΓΜ) που αντιστοιχεί στη στιγµή της µεταµόρφωσης του γυρίνου (Ηemelaar, 1985). ίπλα της βρίσκεται ο πρώτος ετήσιος κύκλος µειωµένης ανάπτυξης, της πρώτης χειµερίας νάρκης του ζώου. Αυτές οι δύο κυκλικές γραµµές (ΓΜ και πρώτος LAG) απέχουν αρκετά από το δεύτερο κύκλο * Είναι δυνατόν, σε ελάχιστες περιπτώσεις ξηρασίας στο καλοκαίρι, να διακοπεί η ανάπτυξη του οστού και κατά τη διάρκεια του καλοκαιριού (Caetano & Castanet, 1993), πράγµα που δεν έχει παρατηρηθεί στο R. epeirotica. 18

15 ΕΙΣΑΓΩΓΗ µειωµένης αύξησης. Το πάχος της ζώνης των ετησίων δακτυλίων κατά την αύξηση της ηλικίας µειώνεται και έτσι παρατηρούµε µια προσέγγιση µεταξύ των LAGs καθώς µεγαλώνει το ζώο. Ανάµεσα στους κύκλους µειωµένης ανάπτυξης εµφανίζονται µερικές φορές, αχνές κυκλικές γραµµές που δε σχηµατίζουν ολόκληρο κύκλο και ονοµάζονται ψευδείς γραµµές. Πιθανή αιτία δηµιουργίας των ψευδών γραµµών είναι η έλλειψη τροφής κατά το καλοκαίρι (Guarino et al., 1995). Ακόµα, πολύ κοντά στους κύκλους µειωµένης ανάπτυξης υπάρχουν συχνά, κυκλικές γραµµές που µοιάζουν πολύ µε τους κύκλους µειωµένης ανάπτυξης και τις αποκαλούµε διπλές γραµµές. Οι διπλές γραµµές σχηµατίζονται όταν η χειµερία νάρκη διακόπτεται από πολύ καλές καιρικές συνθήκες. Σε τοµές όπου δεν εµφανίζεται η γραµµή της µεταµόρφωσης, έχει συµβεί απορρόφηση του περιόστεου από το ενδόστεο, η οποία ξεκινά από το κέντρο του οστού. Το ενδόστεο εµφανίζεται πιο σκούρο και µε πιο λίγα οστεοκύτταρα από το περιόστεο. Η συχνότητα και ο βαθµός της απορρόφησης (δηλαδή ο αριθµός των ετησίων δακτυλίων που απορροφούνται από το ενδόστεο) ποικίλλει ανάλογα µε το είδος, το φύλο και περιβάλλον (Hemelaar, 1981 Smirina, 1994). O Leclair (1990) αναφέρει ότι η απορρόφηση του περιόστεου από το ενδόστεο είναι πιο συχνή στα υδρόβια αµφίβια από ότι στα χερσαία. Η µέθοδος της οστεοχρονολόγησης έχει χρησιµοποιηθεί πολύ λίγες φορές για την εκτίµηση της ηλικίας των ελληνικών αµφιβίων (Smirina & Sofianidou, 1985 Kyriakopoulou-Sklavounou & Grumiro, 2002). Στην εργασία αυτή για πρώτη φορά εφαρµόζεται η οστεοχρονολόγηση στο R. epeirotica. Έτσι, αποκτούµε σηµαντικές πληροφορίες πάνω σε δηµογραφικά θέµατα του νεροβατράχου αυτού, όπως ρυθµός ανάπτυξης, ηλικία αναπαραγωγικής ωρίµανσης και βιωσιµότητα, µέσα σε ένα σύντοµο χρονικό διάστηµα µόνο δύο χρόνων, που διαφορετικά θα απαιτούνταν πολύχρονες µελέτες στη φύση. ηµογραφικές παράµετροι πληθυσµών Κάθε πληθυσµός αποτελείται από άτοµα διαφορετικού φύλου, µεγέθους και ηλικίας. Οι δηµογραφικές παράµετροι που χαρακτηρίζουν τον πληθυσµό, όπως ρυθµός αύξησης, ηλικία και µέγεθος σώµατος στη σεξουαλική ωρίµανση, βιωσιµότητα, ηλικιακή σύνθεση, εξαρτώνται από περιβαλλοντικές συνθήκες (παραδείγµατος χάρη, τροφή) και το φύλο (Reaser, 2000). Η ανάπτυξη των ανούρων γίνεται µε γρήγορο ρυθµό πριν τη σεξουαλική ωρίµανση, ενώ µετά από αυτή ο ρυθµός αύξησης ελαττώνεται πολύ, 19

16 αφού τότε τα ζώα επενδύουν πιο πολύ στην αναπαραγωγή παρά στην αύξησή τους (Halliday & Verrell, 1988). Τα άτοµα του ίδιου είδους ωριµάζουν πιο αργά στις βόρειες περιοχές και στα υψηλά υψόµετρα της κατανοµής τους. Έτσι παραδείγµατος χάρη, ο Berven (1982, 1988) για το R. sylvatica και ο Ryser (1988) για το R. temporaria αναφέρουν ότι τα άτοµα που ζουν σε υψόµετρο, ωριµάζουν πιο αργά από τα άτοµα του ίδιου είδους που ζουν στην πεδιάδα. Σε πολλά άνουρα (Patón et al., 1991 Bastien & Leclair, 1992) τα θηλυκά ωριµάζουν πιο αργά από τα αρσενικά. Αυτό έχει ως αποτέλεσµα τα θηλυκά να είναι συνήθως µεγαλύτερα από τα αρσενικά του ίδιου είδους (Gibbons & McCarthy, 1983 Duellman &Trueb, 1994). Χαρακτηριστικά, τα θηλυκά του γένους Eleutherodactylus είναι 1,5 φορές µεγαλύτερα από τα αρσενικά της ίδιας ηλικίας και είδους, ενώ σε µερικά Rana (Rana andersonii) τα αρσενικά έχουν µόλις το µισό µήκος των θηλυκών (Liu, 1936). Γενικά, στις περισσότερες µελέτες έχει βρεθεί ότι τα θηλυκά ζουν περισσότερο από τα αρσενικά (Cherry & Francillon-Vieillot, 1992), για αυτό στις µεγάλες ηλικίες τα θηλυκά πλειοψηφούν των αρσενικών. 20

17 ΕΙΣΑΓΩΓΗ ΕΜΒΡΥΪΚΗ ΑΝΑΠΤΥΞΗ Η εµβρυϊκή και προνυµφική ανάπτυξη των ανούρων είναι από τις πιο καλά µελετηµένες φάσεις της οντογενετικής ανάπτυξης των σπονδυλωτών. Αυτό οφείλεται στο γεγονός ότι τα αυγά και οι προνύµφες αυτών των αµφιβίων, εύκολα αναπτύσσονται και παρατηρούνται στο εργαστήριο. Οι µεγάλες οντογενετικές µεταβολές που συµβαίνουν κατά τη διάρκεια της εµβρυϊκής και προνυµφικής ανάπτυξης είναι εντυπωσιακές και προφανέστερες κατά τη διάρκεια της µεταµόρφωσης. Ορισµένα όργανα αναγκαία µόνο για τη ζωή του ώριµου ατόµου, αναπτύσσονται βαθµιαία και αναλαµβάνουν λειτουργικό ρόλο από τη στιγµή της µεταµόρφωσης και µετά. Κάποια, όµως, όργανα που παρατηρούνται στα προνυµφικά στάδια, αλλάζουν δοµή σταδιακά ή και χάνονται καθώς προχωρά η ανάπτυξη. Η διάρκεια και ο ρυθµός ανάπτυξης των εµβρύων των ανούρων ποικίλλουν πολύ από είδος σε είδος αλλά και ανάµεσα σε πληθυσµούς του ίδιου είδους (Turner, 1962 Goin & Goin, 1971 Porter, 1972 Salthe & Mecham, 1974 Martinez et al., 1996 Loman, 1999). Στον καθορισµό της χρονικής διάρκειας επιδρούν µια σειρά εσωτερικών παραγόντων (όπως λεκιθικά αποθέµατα τη στιγµή της εκκόλαψης) και εξωτερικών παραγόντων (όπως συνωστισµός και θερµοκρασία). Τα άνουρα της Ευρώπης συνήθως έχουν σύντοµη προνυµφική περίοδο που κυµαίνεται ανάµεσα σε 2 4 µήνες, όπως το είδος R. esculenta (Berger, ), R. lessonae, (Günther, 1978), R. ridibunda (Κυριακοπούλου-Σκλαβούνου, 1983). Παρόλα αυτά υπάρχουν και δεδοµένα για ορισµένα Ranidae που δείχνουν ότι η διαφοροποίηση και η µεταµόρφωσή τους γίνεται σε ένα χρόνο ή και σε λίγο λιγότερο (R. temporaria, Savage, 1952 R. sylvatica, Wilbur, 1972). Οι πληροφορίες που υπάρχουν για την προνυµφική ανάπτυξη και τη µεταµόρφωση του R. epeirotica είναι σχεδόν µηδαµινές. Mόνο δύο µελέτες έχουν γίνει για τα υβρίδια του (Sofianidou, 1996 Kyriakopoulou-Sklavounou & Vasara, 2001). Γι αυτό θεωρήθηκε σκόπιµο να µελετηθεί αυτή η φάση της ζωής του νεροβατράχου αυτού, αποβλέποντας στον καθορισµό του οικολογικού τύπου της προνυµφικής ανάπτυξης και µεταµόρφωσης βάσει ποσοτικών και µορφολογικών δεδοµένων. Από πολλούς ερευνητές έχουν αναπτυχθεί διάφορα συστήµατα µοντέλα σταδιοποίησης της εµβρυϊκής, προνυµφικής ανάπτυξης και µεταµόρφωσης, µε σκοπό 21

18 την καλύτερη παρακολούθηση της ανάπτυξης, αλλά και την ευκολότερη σύγκριση µεταξύ ειδών. Κάθε στάδιο αυτών των συστηµάτων αντιστοιχεί σε συγκεκριµένα εξωτερικά και εύκολα διακριτά µορφολογικά γνωρίσµατα του εµβρύου ή της προνύµφης. Το πιο κλασικό σύστηµα προσδιορισµού των εµβρυϊκών σταδίων είναι το σύστηµα του Shumway (1940) και για τον προσδιορισµό των προνυµφικών σταδίων, το σύστηµα των Taylor & Kollros (1946). Στην παρούσα εργασία η σταδιοποίηση της εµβρυϊκής και προνυµφικής ανάπτυξης του R. epeirotica έγινε σύµφωνα µε το αναπτυξιακό µοντέλο του Gosner (1960) που είναι πιο απλοποιηµένο και συνδυάζει τα εµβρυϊκά και προνυµφικά στάδια µε τη µεταµόρφωση. Περιλαµβάνει 46 στάδια που είναι τα εξής: Κυριότερη διαφοροποίηση του Αναπτυξιακά στάδια κάθε σταδίου Γονιµοποίηση Το γονιµοποιηµένο αυγό περιστρέφεται έτσι ώστε το ζωικό ηµισφαίριο να είναι προς τα κάτω. Το δεύτερο πολικό σωµάτιο απελευθερώνεται. Ο φλοιός (η σκούρα µεµβράνη που περιβάλλει το ζωικό ηµισφαίριο) µετακινείται κατά 30 µοίρες προς τη θέση εισόδου του σπέρµατος και αποκαλύπτεται το κυτταρόπλασµα κάτω από το φλοιό, που περιέχει λίγα χρωστικά κοκκία. Η περιοχή αυτή που αποκαλύπτεται είναι γκρίζα, σε σχήµα ηµισελήνου και ονοµάζεται γκρίζα ηµισέληνος. Αυλάκωση. Μετά τη 3. Πρώτη αυλάκωση: 2 βλαστοµερίδια. γονιµοποίηση, ο µονοκύτταρος ζυγώτης υπόκειται σε διαδοχικές εύτερη αυλάκωση: 4 βλαστοµερίδια. Τρίτη αυλάκωση: 8 βλαστοµερίδια. διαιρέσεις, γνωστές ως 6. Τέταρτη αυλάκωση: 16 βλαστοµερίδια. αυλακώσεις. Η αυλάκωση στα 7. Πέµπτη αυλάκωση: 32 βλαστοµερίδια. Τα αµφίβια είναι ακτινωτά κύτταρα που βρίσκονται στο ζωικό ηµισφαίριο συµµετρική και ολοβλαστική. του µοριδίου είναι µικρότερα σε σχέση µε τα Επειδή η λέκιθος είναι κύτταρα του φυτικού ηµισφαιρίου. συσσωρευµένη στο φυτικό ηµισφαίριο, η αυλάκωση ξεκινά 22

19 ΕΙΣΑΓΩΓΗ πρώτα από το ζωικό ηµισφαίριο και συνεχίζει αργά προς το φυτικό. Κατά την αυλάκωση, ο όγκος του κυτταροπλάσµατος διαιρείται και µοιράζεται στα θυγατρικά κύτταρα. Αποτέλεσµα είναι η δηµιουργία ενός πολυκύτταρου εµβρύου (βλαστίδιο - µορίδιο). Βλαστόκοιλο. Το βλαστόκοιλο (εσωτερική κοιλότητα του µοριδίου, γεµάτη µε υγρό) µετατοπίζεται προς το ζωικό ηµισφαίριο. Γαστριδιοποίηση. Κατά τη διάρκεια της γαστριδιοποίησης αρχίζουν και παρατηρούνται κυτταρικές µετακινήσεις. Τα κυτταρικά στρώµατα, δίνουν γένεση στα τρία δέρµατα των αµφιβίων: εξώδερµα, ενδόδερµα και µεσόδερµα. Μορφογένεση οργανογένεση διαφοροποίηση. Αρχίζει η εκδήλωση διαφοροποιητικών φαινοµένων και η δηµιουργία εξειδικευµένων κυτταρικών τύπων. 8. Αυτό το στάδιο χαρακτηρίζεται από τη συνεχόµενη άνιση διαίρεση του µοριδίου και την «είσοδο» της χρωµατισµένης περιοχής (ζωικό ηµισφαίριο) στην άχρωµη περιοχή (φυτικό ηµισφαίριο). 9. Τελική αυλάκωση. Τα κύτταρα του ζωικού ηµισφαιρίου είναι πολύ µικρά, χρωµατισµένα, και επεκτείνονται προς το φυτικό πόλο. 10. Εµφανίζεται ο βλαστοπόρος (µελλοντικό στόµα) στη ραχιαία πλευρά του αµφιβίου. 11. Τα δύο άκρα της σχισµής του βλαστοπόρου εκτείνονται και σχηµατίζουν ένα συνεχώς µεγαλύτερο τόξο. 12. Ο βλαστοπόρος σχηµατίζεται πλήρως, δηµιουργώντας το λεκιθικό πώµα. 13. Αρχίζει η νευριδοποίηση µε τη δηµιουργία του νευρικού δίσκου. 14. Εµφάνιση νευρικής πτυχής. 15. Οι νευρικές πτυχές ανυψώνονται, το έµβρυο επιµηκύνεται και περιστρέφεται. 16. Κλείσιµο των νευρικών πτυχών, δηµιουργία νευρικού σωλήνα. Το έµβρυο συνεχίζει να επιµηκύνεται. 23

20 17. Εµφάνιση ουράς. 18. Παρατηρείται µυϊκή αντίδραση, δηµιουργούνται τα βραγχιακά τόξα και σχηµατίζονται οι οσφρητικές οπές. 19. Η καρδιά φαίνεται να χτυπά και εµφανίζονται τα βράγχια. 20. Αρχίζει η βραγχιακή κυκλοφορία. 21. Ο κερατοειδής χιτώνας είναι διαφανής και το στόµα ανοίγει. 22. Τα πτερύγια της ουράς γίνονται διαφανή και είναι ορατό το κυκλοφορικό σύστηµα της ουράς. 23. Το βραγχιακό επικάλυµµα αναδιπλώνεται, τα χείλη και τα δόντια διαφοροποιούνται. 24. Κλείσιµο δεξιού βραγχιακού καλύµµατος. 25. Βραγχιακό κάλυµµα πλήρες. 26. Το πίσω πόδι εµφανίζεται και έχει µήκος µικρότερο από το µισό του ύψους του. 27. Το µήκος του ποδιού είναι λίγο µεγαλύτερο από το µισό του ύψους του. 28. Το µήκος του ποδιού είναι ίσο µε το ύψος του. 29. Το µήκος του ποδιού είναι µιάµιση φορά µεγαλύτερο από το ύψος του. 30. Το µήκος του ποδιού είναι διπλάσιο από το ύψος του. 31. Μορφοποιείται το πόδι. 32. ιαχωρίζεται το τέταρτο από το πέµπτο δάκτυλο. 33. ιαχωρίζεται το τρίτο από το τέταρτο δάκτυλο. 34. ιαχωρίζεται το δεύτερο από το τρίτο δάκτυλο. 35. Αρχίζει να διαχωρίζεται το πρώτο από το δεύτερο δάκτυλο. 36. ιαχωρίζεται τελείως το πρώτο από το δεύτερο δάκτυλο. 37. Και τα πέντε δάκτυλα του πίσω ποδιού έχουν 24

21 ΕΙΣΑΓΩΓΗ χωρίσει µεταξύ τους. 38. Σχηµατίζεται το φύµα (κάλος). 39. Σχηµατίζονται τα φυµάτια στο πέλµα του ποδιού. 40. Τελειοποιούνται τα φυµάτια στο πέλµα του ποδιού. 41. Το δέρµα στο µπροστινό µέρος του σώµατος όπου θα βγούν τα µπροστινά πόδια, γίνεται διαφανές. 42. Τα µπροστινά πόδια αναδύονται, ενώ τα χειλικά δόντια εξαφανίζονται. 43. Χάνεται µέρος της ουράς και σχηµατίζονται τα σαγόνια και η γλώσσα. 44. Η άκρη του στόµατος φθάνει µέχρι την άκρη του µατιού. Η ουρά µικραίνει κι άλλο. 45. Η άκρη του στόµατος φθάνει πέρα από το τέλος του µατιού. 46. Η ουρά εξαφανίζεται. Η µεταµόρφωση έχει ολοκληρωθεί. Μορφή γυρίνων. O Orton (1953) ξεχωρίζει 4 βασικούς τύπους γυρίνων (εικόνα 4). Ο πρώτος τύπος (εικόνα 4Α) συναντάται στις οικογένειες Pipidae, Rhinophrynidae. Οι γυρίνοι αυτοί έχουν δύο φυσητήρες και δεν έχουν κεράτινα χειλικά δόντια, ενώ µπορεί να έχουν αισθητήριες τρίχες σαν µουστάκι. Ο δεύτερος τύπος (εικόνα 4Β) περιλαµβάνει µόνο µια οικογένεια τη Microhylidae. Αυτός ο τύπος στερείται χειλικών δοντιών, δεν έχει µουστάκια και έχει ένα µόνο φυσητήρα. Ο τρίτος τύπος (εικόνα 4Γ) έχει στοµατικά µόρια µε κεράτινα χειλικά δόντια και φυσητήρα στη µέση κοιλιακή περιοχή. Εδώ ανήκουν τα Ascaphidae και τα Discoglossidae. 25

22 Στον τέταρτο τύπο (εικόνα 4 ) ανήκουν όλες οι υπόλοιπες οικογένειες των ανούρων, που έχουν στοµατικά µόρια και το φυσητήρα στο αριστερό µέρος. Εικόνα 4. Μορφολογικοί τύποι γυρίνων και τα στοµατικά τους µόρια σύµφωνα µε τον Orton (1953). Figure 4. Morphological types of anurans (Orton, 1953). 26