研究人员报告称,在 2017 年艰难的飓风季节中幸存下来的加勒比蜥蜴的前肢和后肢的趾垫都更大。
这项工作首先证明了飓风引起的自然选择的影响。
2017 年异常活跃的季节是大西洋地区经历过的最糟糕的季节之一。
飓风哈维于 2017 年 8 月中旬袭击,几周后飓风艾尔玛和飓风玛丽亚于 9 月袭击。每次风暴的风速均超过 125 英里/小时(201 公里/小时),其中“艾尔玛”风速高达 170 英里/小时(113 公里/小时)。
一些生活在特克斯和凯科斯群岛较偏远的珊瑚礁上的热带变色蜥蜴幸存下来,而另一些则没有。
正确的地点、正确的时间
圣路易斯华盛顿大学生物学教授乔纳森·洛索斯说:“飓风频频出现在新闻中,而且它们的破坏性似乎越来越大。”
“以前从来没有记录过这样的事情,因为它太困难了。时机必须恰到好处。”
去年九月,哈佛大学博士后研究员 Colin Donihue 刚刚完成对特克斯和凯科斯群岛变色变色龙的测量,作者:阿诺利斯,作为飓风艾尔玛开始酝酿时长期入侵物种根除项目的基线。
飓风于 2017 年 9 月 8 日登陆。多尼休在波士顿的公寓里读到了飓风造成的破坏的消息,并意识到他的蜥蜴数据可能具有超出其初衷的价值。
在一场难以想象的自然灾害发生之前,多尼休对当地居民进行了最后的观察。
风暴是一个“选择性事件”吗?这个事件不仅能够改变经历过风暴的蜥蜴的生命轨迹,而且还可能改变后代的生命轨迹?
特克斯和凯科斯政府正处于复苏模式;清洁水、电力和住房是首要任务,但整个岛屿仍然无法提供基本的电话和互联网服务。
但多尼休在最近的访问中建立了良好的关系,一位政府科学家特别同情他的请求。一套新的生物许可证获得通过,多尼休和巴黎博物馆的合著者安东尼·赫雷尔回到了飞机上。
蜥蜴较少
回到实验岛上,情况一片混乱。树木倒塌,树枝散落,有些地方行走困难。但还有生命迹象。
“回到松岛的路上,我们不确定会发现什么,但当我们到达现场并看到几只蜥蜴在四处奔跑时,我们渴望捕捉并开始测量,”多尼休说。
“我们走的横断面与上次完全相同。蜥蜴肯定少了。我们必须更加努力才能捕获样本量。”
研究小组花了两天时间在两个不同的岛屿上收集了近 100 只蜥蜴,然后测量了它们的前肢、后肢和核心身体长度,并拍摄了它们的脚趾垫的照片。
幸存者的生命统计数据可以与风暴前收集的一般蜥蜴种群的测量数据进行比较。
多尼休说:“我们预测,如果我们看到任何变化,那将是帮助蜥蜴抓住的特征发生变化——它们将与粘附能力有关。”
“比如手指和脚趾上的粘趾垫,也许它们会更大。”
据报道自然,幸存者的前腿比例比最初/飓风前的人群更长,而后腿臀部和膝盖之间的长骨(股骨)较短。
幸存者的身体也较小。观察结果是研究人员说,这两个岛屿的情况都是一致的。
为什么有这些特征?
飓风给沿途的人们带来死亡和破坏。最近有大量记录表明,飓风导致植物、海绵、昆虫、鸟类和猴子等多种物种的大量个体死亡。
“关于进化,问题是飓风是否会导致选择性死亡:具有某些特征的个体是否比具有不同特征的个体生存得更好?
另一种可能性——破坏如此巨大,以至于死亡不分青红皂白,不偏向某些人而不是其他人——当然是可能的,”洛索斯说。
这项研究的结果——岛屿上的蜥蜴种群都发生了显着变化,而且从飓风发生前到飓风发生后变化的方式相同——表明自然选择有利于具有某些特征的个体。
当然,正如作者指出的,还有其他可能性。
“也许飓风从另一个岛上吹来了趾垫更大、后腿更短的蜥蜴。或者也许是在强风中紧贴树枝的行为实际上导致了它们的前腿变长,”洛索斯说。
“我们不能排除这些可能性,因为这项研究是偶然的结果,而不是专门为了测试飓风的影响而设计的。
“尽管如此,飓风引发的自然选择似乎是对这些发现的最好解释,”洛索斯说。
紧紧抓住
这个故事所缺失的部分仍然是行为方面的。研究人员不知道蜥蜴在飓风中实际上会做什么。
它们会放弃它们典型的栖息地并到地面上吗?或者他们是否试图在树内的凹口或裂缝中寻找掩护?或者他们只是坚持下去?
一项探索风阈值的试点研究为蜥蜴决策过程的这一方面提供了一些见解。
当研究人员将幸存者群体中的蜥蜴暴露在飓风强度的大风中时,蜥蜴几乎一致地绕着它们的栖息地旋转到与风源相反的一侧,并且只是紧紧抓住。
随着风速的增加,它们的后肢首先失去了抓地力,然后被前肢悬吊着。
蜥蜴似乎生来就喜欢攀爬,但由于它们站在栖息处,它们巨大的后肢使它们很容易被强风吹走。
研究人员推测,这可以解释飓风过后幸存者蜥蜴前肢更长、后肢更短的模式。
研究人员表示,了解风暴如何选择物种生存是未来研究的一个重要领域,值得专门的研究设计。
“我们知道飓风变得越来越频繁,而且飓风变得越来越强,”多尼休说。
“因此,建立一个站点网络,实际上是为了调查飓风如何改变物种进化轨迹的问题,我认为这可能非常有用。”
该研究已发表在期刊上自然。
来源:圣路易斯华盛顿大学