杜鵑雛鳥是進化軍備競賽中的沉睡特工

以下文章經 The Conversation 的許可轉載，這是一個報道最新研究的線上出版物。

新物種是如何產生的？為什麼有這麼多物種？一個可能的原因是動物（如捕食者和寄生蟲）與其利用的受害者之間的軍備競賽。

許多捕食者和寄生蟲已經進化出專門的策略來避免被發現，例如模仿它們的獵物或宿主。在這些情況下，當剝削者採用新的受害者時，它需要模仿新的受害者才能成功。

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因此，剝削者可以與其原始種群分離，並最終成為一個新物種。查爾斯·達爾文在 160 多年前提出了這個過程，但實際上很難觀察到。

在 發表在《科學》雜誌上的 新研究中，我們展示了這個過程如何驅動新杜鵑物種的創造。這些鳥類將蛋產在其他物種的巢穴中，它們的雛鳥模仿宿主雛鳥的外觀以避免被發現。

不斷升級的軍備競賽

斑胸棕鵑的欺騙行為給它們的宿主帶來了沉重的代價。它們將蛋產在小型鳴禽（如細尾鷯鶯和刺鶯）的巢穴中，並遺棄幼雛讓宿主照顧。

杜鵑幼雛孵化後不久，就會將宿主的蛋或雛鳥從巢中趕走，成為唯一的居住者。宿主父母不僅失去了自己所有的後代，還花費數週時間撫養杜鵑，杜鵑最終會長到大約是其養父母的兩倍大小。

毫不奇怪，鑑於這些高昂的代價，宿主已經進化出識別和拒絕巢中外觀奇怪的雛鳥的能力。

只有最像宿主雛鳥的杜鵑雛鳥才能逃避免疫，因此每一代，杜鵑雛鳥都變得越來越像宿主雛鳥。這就是為什麼每個物種的斑胸棕鵑的雛鳥看起來幾乎與它們的宿主雛鳥相同。

利用不同宿主的種群之間的分歧

這種精美的模仿已經進化到一個更加微調的水平。在利用幾種不同宿主的單一斑胸棕鵑物種中，雛鳥的外觀會跟蹤其宿主的外觀。

為了應對宿主拒絕雛鳥的行為，小斑胸棕鵑和閃光斑胸棕鵑都已分化成幾個不同的亞種。每個亞種都利用不同的宿主，併產生與宿主雛鳥相匹配的雛鳥。

即使兩個宿主生活在同一地理區域，也可能發生這種分歧。在昆士蘭州北部，小斑胸棕鵑同時利用大嘴刺鶯和仙女刺鶯。杜鵑已經經歷了選擇，以匹配各自宿主的雛鳥，導致遺傳分歧為兩個獨立的亞種。

這表明亞種的分裂不能用地理分離來解釋。

宿主的代價越高，新物種就越多

很難確切地找出這些鳥類發生了什麼，因為我們不容易在野外的宿主巢穴中找到杜鵑雛鳥。因此，我們開發了一種非破壞性方法，用於從微小的杜鵑蛋（2.5 釐米長）的蛋殼中提取 DNA，這使我們能夠對幾十年來收集的博物館蛋標本進行取樣。

我們的結果還表明，當杜鵑給宿主帶來高昂的代價時——例如透過殺死宿主的所有後代——杜鵑及其宿主的進化最有可能驅動新物種的創造。這導致了宿主的防禦和杜鵑的反適應之間的“進化軍備競賽”。

我們使用跨所有杜鵑物種的進化模型進行的廣泛分析支援了這一發現。我們發現，對其宿主代價最高的譜系比代價較低的杜鵑物種（那些與其宿主雛鳥共同生活的物種）及其非寄生親屬更頻繁地分裂成新物種。

剝削者與其受害者之間的相互作用可能是生物多樣性的主要驅動因素之一。我們描述的物種形成過程，其中剝削者對其受害者表現出非常專業的適應性，可能發生在其他寄生蟲和宿主，以及捕食者和獵物中。這些緊密耦合的相互作用甚至可能解釋了為什麼全球有數百萬而不是數千種獨特專業化的物種。

本文最初發表於 The Conversation。閱讀原始文章。