快速蜥蜴超越全球变暖

一种巴哈马蜥蜴已经显示出适应更高温度的能力

巴哈马群岛的棕色变色蜥蜴引发了关于一些冷血物种是否能够适应全球变暖的问题。

科学家认为冷血物种特别容易受到气候变化的影响,因为它们对即使是微小的温度变化也很敏感。像棕色变色蜥蜴这样的物种通过在阳光充足和阴凉区域之间移动来维持体温,这个过程被称为行为性体温调节。

由于这些物种在“微生境”之间移动以避免过热,一些研究人员认为它们不会面临有利于具有更高耐热性的个体生存的适应性压力。这对冷血物种来说是坏消息。如果它们无法适应,那么气温上升将导致它们灭绝。


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“生物体对快速变化的环境做出进化的潜力经常被低估,尽管很少有研究检验物种可能适应的程度,”最近获得达特茅斯学院博士学位,现在是国家科学基金会博士后研究员的迈克尔·洛根说。

洛根和来自达特茅斯学院和弗吉尼亚大学的另外两位科学家着手测试模拟气候变化条件对棕色变色蜥蜴(Anolis sagrei)的适应性压力。

研究人员从它们的森林栖息地捕获并移植了大约 100 只雄性蜥蜴到一个温度变化更大的较热区域,距离大约半英里。然后研究人员测试了蜥蜴在一定温度范围内能跑多快。研究人员在《美国国家科学院院刊》上 发表 了他们的研究结果,洛根是第一作者。

快速奔跑对于棕色变色蜥蜴来说是天生的。“它们是蜥蜴世界中的尤塞恩·博尔特,”研究合著者、达特茅斯学院副教授瑞安·卡尔斯贝克在提到打破纪录的牙买加短跑运动员时说。蜥蜴需要快速移动来捕食和躲避捕食者,之前的研究表明,它们的冲刺速度与生存和繁殖成功率密切相关。

适者生存
在每次冲刺之前,研究人员将蜥蜴放入孵化器中以调节它们的体温,然后让它们沿着一条短跑道尽可能快地奔跑。每只蜥蜴在每个温度下进行五次冲刺试验,每次冲刺之间休息两小时。

在初步测试之后,蜥蜴被释放,并在繁殖季节结束时重新捕获幸存的蜥蜴。然后研究人员将结果与他们用作对照组的另外 100 只雄性蜥蜴进行了比较。

“当我们开始这项研究时,我们根本不确定是否会看到选择。如果要我下注,我会赌不会,”洛根说。

只有 22% 的移植蜥蜴和 45% 的对照组蜥蜴在繁殖季节幸存下来。

当研究人员分析他们的数据时,结果显示,在移植蜥蜴中,最耐热的蜥蜴具有明显的选择压力,但在对照组中没有这种趋势。

“在最温暖的体温下跑得最快以及在最广泛的温度范围内跑的个体表现最好,”洛根在谈到移植组时说。

研究人员表示,他们的研究首次将热性能用作衡量冷血物种选择和遗传性的框架的一部分。

“我很惊讶选择竟然如此强烈。通常,当你在自然界中衡量选择时,它的幅度非常小,”弗吉尼亚大学夏洛茨维尔分校的助理教授、合著者罗伯特·考克斯说。“期望和结果如此吻合的事实让我们确信这实际上正在发生。”

该研究并未表明这些特征是否可以传给后代。如果这些特征是可遗传的,那可能意味着蜥蜴可能能够迅速进化以适应气候变化的压力,这对该物种来说将是好消息。

遗传特征?
考克斯在夏洛茨维尔的实验室现在正在调查蜥蜴是否能够将在较高温度和更广泛温度范围内快速奔跑的能力传递给它们的后代。研究人员表示,如果它们能够做到,那么蜥蜴似乎可以迅速进化以应对气候变化。

考克斯说,在实验室条件下测试遗传性更容易,因为所有动物都在相同的环境中饲养,而且研究人员知道所有蜥蜴的亲缘关系。

卡尔斯贝克说,他不希望这项研究的结果被误解。“这并不是说气候变化不是问题,”他说。目前尚不清楚其他冷血物种是否也能适应。

“由于没有其他研究关注这些特定特征,因此很难说它将在多大程度上适用,”卡尔斯贝克说。

加州大学戴维斯分校研究变色蜥蜴进化模式的研究员卢克·马勒也对研究人员的结果在变色蜥蜴属中近 400 种其他蜥蜴物种中能在多大程度上适用表示怀疑。

“我认为更笼统地认为热带动物种群可能能够快速适应人为变暖有点牵强,”马勒说,他也是变色蜥蜴专家组的联合主席,该小组在国际自然保护联盟研究哪些变色蜥蜴物种面临灭绝的风险。

“我担心这个建议的原因是 Anolis sagrei 很强壮,数量众多,分布广泛,并且能够耐受多种温度。它自然分布在广泛的热环境中,并且在数百万年的时间里经历了如此多的变化。这意味着该物种可能在耐热性方面有大量的可遗传变异,可供自然选择发挥作用,”马勒说。

他说,相比之下,生活在云雾森林中的幻蜥在超过 1000 万年的时间里几乎没有接触过温度变化,并且极易受到气候变化的威胁。

尽管如此,这项研究确实提供了令人信服的证据,表明存在对热性能特征的自然选择。

“很高兴看到关于行为是否总是阻止热带动物适应气候变化这个重要问题的答案,”他说。“我认为在这种情况下,我们有令人满意的证据表明答案是‘否’。”

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