島嶼蜥蜴在進化實驗中演變

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一種生活在加勒比海珊瑚礁小島上的微型蜥蜴或許能夠展示正在發生的進化,如果颶風能夠停止抹去一切的話。哈佛大學的喬納森·洛索斯和他的同事們曾三次嘗試觀察自然選擇的作用,但都遭遇颶風潮淹沒低窪島嶼並摧毀研究種群,最近一次是2004年的颶風弗朗西斯。但即使是最近一次嘗試——僅僅一年——的初步結果也揭示了一些驚人的證據,表明自然選擇能夠快速起作用,甚至能夠迅速轉變方向。

洛索斯和他的團隊研究了Anolis sagrei——一種常見的體型較小的蜥蜴,它具有標誌性的喉部褶皺,繁殖迅速,並且在沒有捕食者的情況下傾向於生活在地面上。科學家們發現了12個島嶼,上面有這種爬行動物的自然種群,它們分為短肢和長肢兩種型別。其中六個島嶼他們保持原樣,只是為了實驗而標記了蜥蜴。在另外六個島嶼上,他們引入了一種常見的捕食者——Leiocephalus carinatus,卷尾蜥蜴——以檢驗這樣一個假設:在短期內,這種引入將有利於長肢A. sagrei(以便更好地逃跑),但在長期內,它將有利於短肢A. sagrei(以便更好地攀爬),因為它們將離開地面並轉移到灌木叢中尋求保護。

當然,這種真實世界的條件使得這項實驗從科學證據的角度來看極其寶貴,但從科學嚴謹性的角度來看又極其困難。“正如我所說,大多數這類實驗工作都是在人為條件下進行的,”弗吉尼亞大學的生物學家布奇·布羅迪說。“他們正在野外以可重複的方式進行這項工作——這使他們能夠在所有缺陷和干擾因素(如颶風和氣候變遷)的影響下觀察進化。”


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但“要衡量選擇,你需要比較倖存者和非倖存者,”洛索斯指出。到2004年5月,最初的12個島嶼減少到只有五個——三個對照組和兩個實驗組;在其他島嶼上,要麼所有蜥蜴都倖存下來,要麼全部滅絕。儘管如此,對剩餘兩個實驗島嶼上的雄性蜥蜴的肢體測量(由於雌性蜥蜴傾向於每週產卵一次,腹部腫脹,破壞了腿部測量,因此無法將其包括在內)顯示,在今年前六個月,更多長肢A. sagrei在引入捕食者L. carinatus後倖存下來。

然而,第二個六個月的時期揭示,它們的短肢同類——透過轉移到灌木叢中——已經開始佔據主導地位。“在更長的時間內,我們預計在L. carinatus持續存在的情況下,最初長腿的A. sagrei 將繼續在高而細的棲木上,最終進化出明顯更短的腿,”該團隊在11月17日出版的《科學》雜誌上發表的論文中寫道。不幸的是,該團隊從未有機會看到腿部縮小是否會繼續下去:颶風弗朗西斯席捲而來,摧毀了這種可能性。

A. sagrei具有復原力。“種群並沒有滅絕,”洛索斯說。“地下的卵隨後孵化出來。Anoli現在正在重新繁殖。”科學家們也堅持不懈;洛索斯計劃再次重啟這項實驗,並希望在下一次颶風摧毀A. sagrei成年個體之前,能夠順利進行5到10年。此外,科學就像潮汐一樣滾滾向前,揭示了未來新的可能性。“Anolis蜥蜴的基因組序列現在正在測序,”洛索斯補充道。“也許我們可以深入研究並找到真正被選擇的基因。”前提是氣候——以及蜥蜴——能夠在長期內配合。

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