杜鹃雏鸟是进化军备竞赛中的沉睡特工

以下文章经 The Conversation 的许可转载，这是一个报道最新研究的在线出版物。

新物种是如何产生的？为什么有这么多物种？一个可能的原因是动物（如捕食者和寄生虫）与其利用的受害者之间的军备竞赛。

许多捕食者和寄生虫已经进化出专门的策略来避免被发现，例如模仿它们的猎物或宿主。在这些情况下，当剥削者采用新的受害者时，它需要模仿新的受害者才能成功。

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因此，剥削者可以与其原始种群分离，并最终成为一个新物种。查尔斯·达尔文在 160 多年前提出了这个过程，但实际上很难观察到。

在 发表在《科学》杂志上的 新研究中，我们展示了这个过程如何驱动新杜鹃物种的创造。这些鸟类将蛋产在其他物种的巢穴中，它们的雏鸟模仿宿主雏鸟的外观以避免被发现。

不断升级的军备竞赛

斑胸棕鹃的欺骗行为给它们的宿主带来了沉重的代价。它们将蛋产在小型鸣禽（如细尾鹩莺和刺莺）的巢穴中，并遗弃幼雏让宿主照顾。

杜鹃幼雏孵化后不久，就会将宿主的蛋或雏鸟从巢中赶走，成为唯一的居住者。宿主父母不仅失去了自己所有的后代，还花费数周时间抚养杜鹃，杜鹃最终会长到大约是其养父母的两倍大小。

毫不奇怪，鉴于这些高昂的代价，宿主已经进化出识别和拒绝巢中外观奇怪的雏鸟的能力。

只有最像宿主雏鸟的杜鹃雏鸟才能逃避免疫，因此每一代，杜鹃雏鸟都变得越来越像宿主雏鸟。这就是为什么每个物种的斑胸棕鹃的雏鸟看起来几乎与它们的宿主雏鸟相同。

利用不同宿主的种群之间的分歧

这种精美的模仿已经进化到一个更加微调的水平。在利用几种不同宿主的单一斑胸棕鹃物种中，雏鸟的外观会跟踪其宿主的外观。

为了应对宿主拒绝雏鸟的行为，小斑胸棕鹃和闪光斑胸棕鹃都已分化成几个不同的亚种。每个亚种都利用不同的宿主，并产生与宿主雏鸟相匹配的雏鸟。

即使两个宿主生活在同一地理区域，也可能发生这种分歧。在昆士兰州北部，小斑胸棕鹃同时利用大嘴刺莺和仙女刺莺。杜鹃已经经历了选择，以匹配各自宿主的雏鸟，导致遗传分歧为两个独立的亚种。

这表明亚种的分裂不能用地理分离来解释。

宿主的代价越高，新物种就越多

很难确切地找出这些鸟类发生了什么，因为我们不容易在野外的宿主巢穴中找到杜鹃雏鸟。因此，我们开发了一种非破坏性方法，用于从微小的杜鹃蛋（2.5 厘米长）的蛋壳中提取 DNA，这使我们能够对几十年来收集的博物馆蛋标本进行采样。

我们的结果还表明，当杜鹃给宿主带来高昂的代价时——例如通过杀死宿主的所有后代——杜鹃及其宿主的进化最有可能驱动新物种的创造。这导致了宿主的防御和杜鹃的反适应之间的“进化军备竞赛”。

我们使用跨所有杜鹃物种的进化模型进行的广泛分析支持了这一发现。我们发现，对其宿主代价最高的谱系比代价较低的杜鹃物种（那些与其宿主雏鸟共同生活的物种）及其非寄生亲属更频繁地分裂成新物种。

剥削者与其受害者之间的相互作用可能是生物多样性的主要驱动因素之一。我们描述的物种形成过程，其中剥削者对其受害者表现出非常专业的适应性，可能发生在其他寄生虫和宿主，以及捕食者和猎物中。这些紧密耦合的相互作用甚至可能解释了为什么全球有数百万而不是数千种独特专业化的物种。

本文最初发表于 The Conversation。阅读原始文章。