进化的另一面：它如何影响环境-乐胡号

罗德岛大学的研究人员进行的一项研究证明，物种内部的进化变化可以推动生态变化。通过观察巴哈马群岛变色蜥蜴腿长的变化及其对植被生长和蜘蛛数量的影响，该研究表明，通过进化，生物体特征的变化可以影响捕食者-猎物关系和其他生态相互作用，本质上创造了一个进化影响环境变化的反馈循环。

虽然这是公认的环境最近的一项研究表明，心理因素塑造了物种的进化，这是一种相互关系nship在哪儿进化过程反过来，物种的任何适应都不会影响它们的环境。

胡椒蛾的故事是进化过程中一个众所周知的例子。在英国工业革命期间，煤烟的污染使城市周围的树皮变黑，使得捕食者很容易看到白色身体的胡椒蛾，这导致了它们的数量迅速下降。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变暗的环境，成为主导品种。

这一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。是否有可能存在一种互惠关系，即物种的进化影响并煽动其生态系统的变化?

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一些最有力的证据。

在发表在《美国国家科学院院刊》上的一项研究中，研究人员表明，蜥蜴腿长度的进化变化对巴哈马小岛上的植被生长和蜘蛛数量有重大影响。研究人员说，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。

雄性棕色蜥蜴。来源:Oriol Lapiedra

“这里的想法是，除了环境通过进化塑造生物的特征外，这些特征的变化应该反馈并推动捕食者-猎物关系和物种之间其他生态相互作用的变化，”罗德岛大学(University of Rhode Island)的生物科学教授、该研究的资深作者之一杰森·科尔贝(Jason Kolbe)说。“我们真的需要了解这些动态是如何工作的，这样我们就可以预测人口将如何持续，以及可能导致什么样的生态变化。”

在过去的20年里，科尔贝和他的同事们一直在观察巴哈马群岛一系列小岛上变色蜥蜴种群的进化动态。这条岛链由大约40个岛屿组成，这些岛屿的面积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。这些岛屿相距足够远，蜥蜴不能轻易地从一个岛屿跳到另一个岛屿，所以不同的种群可以相互隔离。

先前的研究表明，棕色变色蜥蜴能迅速适应周围植被的特征。在灌木和树枝直径较小的栖息地，自然选择倾向于腿短的蜥蜴，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，瘦弱的蜥蜴在树木和植物的枝干较厚的地方生存得更好。研究人员已经证明，这种四肢长度的特征可以在几代内迅速进化。

罗德岛大学研究人员的一项新研究为物种进化驱动生态变化的反馈循环现象提供了一些最好的证据。来源:科尔比实验室/罗德岛大学

在这项新研究中，Kolbe和他的团队想看看这种进化的肢体长度特征是如何影响巴哈马小岛上的生态系统的。这个想法是将短腿蜥蜴和长腿蜥蜴在各自的岛屿上分开，然后寻找蜥蜴种群如何影响其岛屿家园生态的差异。

他们配备了专门的蜥蜴猎捕齿轮杆，末端用牙线制成的小套索，捕获了数百只棕色蜥蜴。然后，他们测量了每只蜥蜴的腿长，留下那些四肢特别长或特别短的蜥蜴，把其余的放回野外。一旦他们有了不同的短肢和长肢蜥蜴种群，他们就把这两个种群释放到以前没有蜥蜴居住的岛屿上。

由于实验岛屿大多被直径较小的植被覆盖，研究人员预计短腿蜥蜴会更好地适应这种环境，也就是说，更灵活，更能在树上和灌木丛中捕捉猎物。研究人员想要回答的问题是，是否可以检测到这些高效猎人的生态影响。

八个月后，研究人员再次检查了这些岛屿，以寻找短腿和长腿动物在岛屿上的生态差异。事实证明，这种差异是巨大的。在有短腿蜥蜴的岛屿上，网蜘蛛(棕蜥的主要猎物)的数量比有细长蜥蜴的岛屿减少了41%。植物生长也有显著差异。因为短腿蜥蜴更擅长捕食食草昆虫，所以植物繁盛起来。研究人员发现，在有短腿蜥蜴的岛屿上，梧桐树的枝长是有长腿蜥蜴的岛屿上的两倍。

科尔贝说，这些结果有助于使生态学和进化之间的相互作用完整地循环起来。

科尔贝说:“这些发现帮助我们关闭了这个反馈回路。”“我们从之前的研究中知道，生态因素会影响肢体长度，现在我们展示了这种进化变化与环境的相互关系。”

研究人员说，全面了解进化和生态之间的相互作用将有助于预测环境的结果，特别是在人类活动加速了全球进化和生态变化的步伐之际。

参考文献:《实验模拟进化与生态的联系:不同的捕食者形态改变自然食物网》，作者:Jason J. Kolbe、Sean T. Giery、Oriol Lapiedra、Kelsey P. Lyberger、Jessica N. Pita-Aquino、Haley A. Moniz、Manuel Leal、David A. Spiller、Jonathan B. Losos、Thomas W. Schoener和Jonah Piovia-Scott, 2023年6月5日，《美国国家科学院学报》。DOI: 10.1073 / pnas.2221691120

这项研究由美国国家科学基金会资助。