岛屿蜥蜴在进化实验中演变

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一种生活在加勒比海珊瑚礁小岛上的微型蜥蜴或许能够展示正在发生的进化,如果飓风能够停止抹去一切的话。哈佛大学的乔纳森·洛索斯和他的同事们曾三次尝试观察自然选择的作用,但都遭遇飓风潮淹没低洼岛屿并摧毁研究种群,最近一次是2004年的飓风弗朗西斯。但即使是最近一次尝试——仅仅一年——的初步结果也揭示了一些惊人的证据,表明自然选择能够快速起作用,甚至能够迅速转变方向。

洛索斯和他的团队研究了Anolis sagrei——一种常见的体型较小的蜥蜴,它具有标志性的喉部褶皱,繁殖迅速,并且在没有捕食者的情况下倾向于生活在地面上。科学家们发现了12个岛屿,上面有这种爬行动物的自然种群,它们分为短肢和长肢两种类型。其中六个岛屿他们保持原样,只是为了实验而标记了蜥蜴。在另外六个岛屿上,他们引入了一种常见的捕食者——Leiocephalus carinatus,卷尾蜥蜴——以检验这样一个假设:在短期内,这种引入将有利于长肢A. sagrei(以便更好地逃跑),但在长期内,它将有利于短肢A. sagrei(以便更好地攀爬),因为它们将离开地面并转移到灌木丛中寻求保护。

当然,这种真实世界的条件使得这项实验从科学证据的角度来看极其宝贵,但从科学严谨性的角度来看又极其困难。“正如我所说,大多数这类实验工作都是在人为条件下进行的,”弗吉尼亚大学的生物学家布奇·布罗迪说。“他们正在野外以可重复的方式进行这项工作——这使他们能够在所有缺陷和干扰因素(如飓风和气候变迁)的影响下观察进化。”


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但“要衡量选择,你需要比较幸存者和非幸存者,”洛索斯指出。到2004年5月,最初的12个岛屿减少到只有五个——三个对照组和两个实验组;在其他岛屿上,要么所有蜥蜴都幸存下来,要么全部灭绝。尽管如此,对剩余两个实验岛屿上的雄性蜥蜴的肢体测量(由于雌性蜥蜴倾向于每周产卵一次,腹部肿胀,破坏了腿部测量,因此无法将其包括在内)显示,在今年前六个月,更多长肢A. sagrei在引入捕食者L. carinatus后幸存下来。

然而,第二个六个月的时期揭示,它们的短肢同类——通过转移到灌木丛中——已经开始占据主导地位。“在更长的时间内,我们预计在L. carinatus持续存在的情况下,最初长腿的A. sagrei 将继续在高而细的栖木上,最终进化出明显更短的腿,”该团队在11月17日出版的《科学》杂志上发表的论文中写道。不幸的是,该团队从未有机会看到腿部缩小是否会继续下去:飓风弗朗西斯席卷而来,摧毁了这种可能性。

A. sagrei具有复原力。“种群并没有灭绝,”洛索斯说。“地下的卵随后孵化出来。Anoli现在正在重新繁殖。”科学家们也坚持不懈;洛索斯计划再次重启这项实验,并希望在下一次飓风摧毁A. sagrei成年个体之前,能够顺利进行5到10年。此外,科学就像潮汐一样滚滚向前,揭示了未来新的可能性。“Anolis蜥蜴的基因组序列现在正在测序,”洛索斯补充道。“也许我们可以深入研究并找到真正被选择的基因。”前提是气候——以及蜥蜴——能够在长期内配合。

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