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自然选择可能会影响蜥蜴的“个性”

导读 一个多世纪以来,科学家已经认识到自然选择对动物的外观有着深远的影响 - 例如,在地面上花费更多时间的Anolis蜥蜴可能需要更长的腿来跑...

一个多世纪以来,科学家已经认识到自然选择对动物的外观有着深远的影响 - 例如,在地面上花费更多时间的Anolis蜥蜴可能需要更长的腿来跑步,而通常留在树上的物种腿较短,更适合攀爬。

但是不同环境下的自然选择可以有利于不同的行为吗?

科学家长期以来一直认为答案是肯定的,但缺乏支持这一观点的经验数据,但是由前哈佛大学教授Jonathan Losos实验室工作的博士后研究员Oriol Lapiedra撰写的新论文提供了实验证据。支持它。

Lapiedra与现任威尔士H.丹佛斯圣路易斯华盛顿大学杰出大学教授和Living Earth Collaborative主任一起工作,但两人仍在哈佛大学,最近的一项研究的主要作者证明了个体差异之间的联系。在不断变化的环境中,冒险行为和动物的生存。

与Lapiedra和Losos一起,来自罗德岛大学,戴维斯大学和密苏里大学的研究人员也共同撰写了这项研究。

这项首次开展的研究将小蜥蜴群体释放到巴哈马群岛无人居住的小岛上,并发现特定的人格类型 - 非常大胆或非常害羞 - 的存活时间更长,这取决于捕食者是否存在。这项研究在今年早些时候发表的一篇论文中描述的科学。

“作为生物学家,当我们描述动物时,我们有遗传部分 - 我们称之为基因型 - 我们可以看到我们所知的动物 - 我们称之为表型,”拉皮德拉说。“传统上,当我们考虑表型时,我们关注的是形态学和生理学,但表型的另一个重要方面是行为。因为行为实际决定了动物如何与环境相互作用,我们预计它将成为动物生存的重要因素。例如,人们会期望这种行为将在确定当前全球气候变化背景下的动物生存方面发挥相关作用。“

然而,令人惊讶的是,没有实验研究能够在野生动物种群中实际进行实验并在自然界中测试该想法。

为了实现这一目标,Lapiedra得到了一些小蜥蜴的帮助,这种小蜥蜴叫做anoles,原产于整个加勒比地区的岛屿。

包括洛斯在内的生物学家对它进行了广泛的研究,蜥蜴喜欢栖息在低矮的植被上,但必须在地上觅食,这使它们暴露在其他掠食性蜥蜴物种中。

“你可以想象,这里有一个权衡,”拉皮德拉说。“他们需要到地面去寻找食物,但这就是掠食者所在的地方。所以你可以预测,如果没有地面捕食者,那些更大胆或愿意承担风险的动物可能会去更频繁地到地面。他们会获得更多的食物,拥有更多的后代并传递他们的基因。

“但是当地面有掠食者时会发生什么?”他继续。“那么你会发生相反的事情 - 大胆的蜥蜴会更频繁地被杀死。这是一个非常简单的想法,但到目前为止,我们没有自然界的证据表明自然选择对行为的个体差异起作用。 “

为了测试它,拉普德拉确定了一些小的 - 只有几百平方英尺 - 巴哈马岛上的岛屿,最近的飓风已被掠过干净的蜥蜴。

拉皮德拉和他的同事们从周围地区捕获了数百只蜥蜴,并对每只蜥蜴进行了“性格测试”,以评估他们的冒险行为。

蜥蜴被放置在小型实验室中,研究人员通过跟踪他们在离开避难所之前等待的时间来测量他们探索周围环境的意愿。该团队还追踪了每只蜥蜴在跳到栖息地之前在地面上花了多少时间。根据这些结果,每只蜥蜴都被分配了从非常大胆到非常害羞的光谱,并植入了独特的“alpha标签”,类似于用于识别宠物的那些。

“我们所做的是模拟这些岛屿上的自然殖民过程,”拉皮德拉说。“在八个岛屿上,我们释放了从非常大胆到非常害羞的蜥蜴。在四个岛屿上,我们在一周后返回并释放了本地地面掠食者,即卷尾蜥蜴,所以我们有两种情景 - 在四个岛屿上,蜥蜴可以获得他们想要的尽可能多的食物,而且他们不需要担心地面上的掠食者。在这些岛屿上,我们期望那些更愿意冒险生存并生产更多后代的蜥蜴。

“然而,在有捕食者的岛屿上,我们预计具有更大胆'个性'的蜥蜴将在地面上花费大量时间,并且更容易被捕食,”他继续道。“几个月后,当我们回到岛屿时,这正是我们发现的。”

这项研究的作者还发现了与自然选择行为平行发生的不同形态特征的选择。这个结果特别令人兴奋,因为它表明自然选择是一个复杂的过程,可以同时塑造不同的表型维度,如行为和形态。

除了颠覆自然选择和进化可以推动身体而非行为改变的共同观点之外,该研究还指出需要进一步研究。

“传统上,人们认为动物可能会根据情况大胆或害羞,但正如我们在这个领域进行更多的研究,我们意识到情况并非如此,”拉皮德拉说。“研究人员越来越多地发现有些人总是害羞或者其他人总是大胆的。”揭示这些行为特征如何随着时间的推移而出现和变化,将有助于我们了解动物如何应对环境的变化 - 这一点在我们迅速变化的星球中具有重要意义。

尽管该研究表明这些特征可能面临来自自然选择的压力,但目前尚不清楚它们是否可以被后代遗传。

“自然选择对于适应新的环境挑战至关重要,”Lapiedra说。“但自然选择本身的存在并不意味着进化。我们已经表明,行为存在一致的变化。如果行为具有遗传性,那么更大胆的蜥蜴会有更大胆的后代。但到目前为止我们没有证据证明这一点。我们可以说某些表型在某些条件下比其他表型存活得更好......但这并不一定意味着进化。“

然而,这些证据可能正在进行中。Lapiedra及其同事一直在从岛上出生的后代收集遗传样本,并使用遗传工具来确定他们是否从父母那里继承了他们的大胆或害羞的性质。

“我们已有两年的数据,”他说。“从中我们希望能够说出行为是否可以遗传,以及它是否在一个方向上发生变化。这样可以为行为的演变提供实际证据 - 这将是解开角色行为的重要一步在进化中发挥作用。“

这项研究得到了BeatriudePinós博士后奖学金,比较动物学博物馆,国家地理探索者奖学金和罗德岛大学的资助。

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