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寒流迫使蜥蜴快速进化
作者:闫洁    来源:科学网 www.sciencenet.cn   发布时间:2017-08-08    点击数:     【字体:

在经历不期而至的寒流后,绿色安乐蜥发生了快速进化。

图片来源:PiccoloNamek/Wikimedia Commons

  人们或许会抱怨冰冷的温度,但大多数寒流不会带来什么损伤。不过,对于一种生活在美国得克萨斯州与墨西哥边境的常见蜥蜴来说,事实并非如此。为应对寒冷的天气,它们仅在几个月的时间段内便会经历急剧的遗传转化。事实上,最新研究表明,在迄今关于快速进化的最详细的一个例子中,仅仅一次寒流便会改变绿色安乐蜥的肌肉和神经系统应对温度的方式。

  哈佛大学研究生Shane Campbell-Staton想知道四处流浪的蜥蜴如何成功地适应北上路程中的寒冷天气。为此,他对生活在不同纬度的5个安乐蜥种群进行了若干年的观察。Campbell-Staton通过将其放进一个逐渐变冷的房间中,测试了它们对温度作出的响应。当房间变得过冷时,安乐蜥被翻过来后失去了自己翻回去的协调能力。此项试验很容易评估安乐蜥在何种温度下停止身体的运行。

  研究发现,生活在测试区域最南端——靠近得克萨斯州布朗斯维尔市的蜥蜴在约11℃时失去协调能力。不过,生活在最北端附近的蜥蜴在低至6℃时仍能自己翻过身来。同时,来自这两个地方的蜥蜴的基因活性存在差异。

  2013~2014年冬季,Campbell-Staton开展野外试验的地区经历了极不寻常的极端天气事件。极地涡旋导致得克萨斯州和美国南部其他地区出现了15年来的最低温。这场寒冷仅在得克萨斯州北部持续了一周,但位于墨西哥边境上的布朗斯维尔市遭到重创。在那里,寒流持续了1个月。第二年春天,Campbell-Staton和团队成员重回试验区域,以观察极端天气如何影响蜥蜴。

  当研究人员重复了上述房间试验时,他们发现,在布朗斯维尔市幸存下来的蜥蜴的抗寒性有所增加——能在6℃时自己翻过身来,就像最北端的蜥蜴一样。Campbell-Staton和同事在日前出版的《科学》杂志上报告了这一发现。同时,它们的DNA反映了这一变化。肝脏中的活跃基因同得克萨斯州北部的蜥蜴更加相似,包括涉及神经和肌肉系统功能的基因。

 
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