罗德岛大学研究人员进行的一项研究证明,物种内部的进化变化可以驱动生态改变。通过观察巴哈马变色蜥蜴腿长的变化及其对植被生长和蜘蛛种群的影响,该研究表明,生物体特征在进化中的变化可以影响捕食者与猎物的关系和其他生态相互作用,本质上是产生反馈进化影响环境变化的循环。
虽然环境因素影响物种的进化这一点已得到公认,但最近的一项研究表明,物种的进化适应反过来会影响其环境,这是一种相互关系。
胡椒蛾的叙述是进化论的一个著名例子。英国工业革命期间,煤烟污染使城市地区周围的树皮变黑,使白体胡椒蛾容易被捕食者看到,导致其数量迅速下降。与此同时,以前不常见的黑体飞蛾蓬勃发展,由于它们能够融入新的黑暗环境而成为主导品种。
这种现象经常被引用为环境变化如何推动物种进化的经典例证。然而,最近,研究人员开始探索相反的情况。物种的进化是否会影响并引发其生态系统的变化,这是否可能存在一种相互关系?
现在,罗德岛大学研究人员的一项新研究为这一现象提供了迄今为止最好的证据。
在《美国国家科学院院刊》上发表的研究中,研究人员表明,蜥蜴腿长度的进化变化会对巴哈马小岛上的植被生长和蜘蛛种群产生重大影响。研究人员表示,这是第一次在自然环境中记录到如此戏剧性的进化对环境的影响。
“这里的想法是,除了环境通过进化塑造生物体的特征之外,这些特征的变化还应该反馈并驱动捕食者与猎物关系以及物种之间其他生态相互作用的变化,”生物学教授杰森科尔贝说。罗德岛大学科学博士,也是该研究的资深作者之一。“我们确实需要了解这些动态是如何运作的,这样我们就可以预测种群将如何持续存在,以及可能导致什么样的生态变化。”
在过去的 20 年里,科尔贝和他的同事一直在观察巴哈马群岛一系列小岛屿上变色蜥蜴种群的进化动态。该链由大约 40 个岛屿组成,范围从几十米到几百米不等,小到研究人员可以密切关注生活在那里的蜥蜴。而且这些岛屿相距足够远,蜥蜴无法轻易地从一个岛屿跳到另一个岛屿,因此不同的种群可以彼此隔离。
先前的研究表明,棕色变色龙能快速适应周围植被的特征。在灌木丛和树枝直径较小的栖息地,自然选择有利于腿较短的蜥蜴,这使得个体在逃避捕食者或追逐零食时能够更快地移动。相比之下,较瘦长的蜥蜴往往在树木和植物枝条较粗的地方生存得更好。研究人员表明,棕色变色蜥蜴的这种肢体长度特征可以在短短几代内迅速进化。
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