立場新聞 Stand News

演化現在進行式:寒流致美州變色龍一月內極速基因演化

2017/8/8 — 18:01

綠安樂蜥
Credit: Jeff Heard / flickr

綠安樂蜥
Credit: Jeff Heard / flickr

寒流來到人類自然會多穿衣物,不過其他動物就只能靠自己了。在美國德州與墨西哥邊境,被稱為美州變色龍的綠安樂蜥 (Anolis carolinensis) 就發現在一個月內,為抵抗寒流而在基因上有演化,改變其肌肉與神經系統。該研究現已刊於《科學》

未有參與研究的行為生態學家 Charles Brown 指研究是迄今其中一個最詳細記錄的快速演化案例,並顯示出遺傳機制是這些演化背後的推手。

一直以來生物學家都有記錄過天氣改變會影響動物型態與大小。例如早至 1898 年,有人就發現麻雀在大風雪後的體型變大; Brown 之前的研究亦顯示,類似寒冷嚴峻天氣會改變崖燕的體型甚至行為。此前,亦有另一些研究指,被遷移較多樹木島嶼居住的綠安樂蜥的腳會迅速變長,而住在城市的綠安樂蜥則因要在金屬或玻璃上行走,其腳變得更有吸力。

廣告

不過,哈佛大學的 Shane Campbell-Staton 對綠安樂蜥如何調節身體溫度更為有興趣。綠安樂蜥源自古巴,但近年已遍佈美國東南部,並在寵物店出售。

為了解綠安樂蜥如何一路向北遷, Campbell-Staton 團隊花了多年時間從不同緯度,搜集五個綠安樂蜥群族,並將之放進可調較溫度的箱子,以了解其適應溫度的能力。團隊發現,在德州最南部城市布朗斯維爾的綠安樂蜥在 11℃ 已無法再調控身體溫度,但在最北部找到的綠安樂蜥則在 6℃ 氣溫下仍活動自如;而團隊發現這兩組蜥蜴的基因活動是有所不同。

廣告

團隊以為這已是很大發現,但到了 2013-14 年冬季,因為極地渦漩而令德州以至美國南部的氣溫均是 15 年來最低。雖然德州北部寒流只持續一星期,但布朗斯維爾則受重創,整個月的氣溫都處於極低水平。 Campbell-Staton 團隊認為經歷寒流後,綠安樂蜥的基因可能會出現演化,並再次進行實驗作對比。

最終,團隊發現布朗斯維爾綠安樂蜥已可在 6℃ 氣溫下仍調控身體溫度,牠們體內控制肌肉與神經系統的基因活動,亦與德州北部的同類極為相似。 Brown 指,這些不尋常天氣有機會是物種快速演化未被理解的機制來源。

不過,維珍尼亞大學生物學家 Butch Brodie 指出,我們仍未清楚演化會否令蜥蜴變得更耐寒,類似研究令我們假設極端天氣會造成演化,但當中機制未必如此簡單。而且,綠安樂蜥變得耐寒要付出代價,例如普通或暖冬將不利這些蜥蜴生長。但他將會期待Campbell-Staton 的團隊繼續追踪這些蜥蜴會繼續如何演化。

來源:
Science, Cold snap makes lizards evolve in just a few months, 3 August 2017

報告:
Campbell-Staton, S.C., Cheviron, Z.A. & et al. (2017). Winter storms drive rapid phenotypic, regulatory, and genomic shifts in the green anole lizard. Science 04 Aug 2017: Vol. 357, Issue 6350, pp. 495-498. DOI: 10.1126/science.aam5512

文/Alan Chiu 、審核/Edward Ho

發表意見