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放大字体  缩小字体 发布日期:2019-09-03 13:13  浏览次数:0
摘 要:多样性是生活的标志,它出现在意想不到的地方。一个由进化生物学家组成的多国小组研究了两种类型的毒蛙在只有一种可能出现的情况
 多样性是生活的标志,它出现在意想不到的地方。一个由进化生物学家组成的多国小组研究了两种类型的毒蛙在只有一种可能出现的情况下是如何共存的。他们的创新研究揭示了多样性繁荣发展的条件,并为化学防御提供了新的视角。该研究结果于2019年9月2日发表在美国国家科学院院刊(PNAS)上。
 
许多生物带有发出毒性信号的警告颜色,例如带有黄色条带的黄蜂。法属圭亚那的染色毒蛙(Dendrobates tinctorius)也有黄色条纹以阻止捕食者,但有些则有白色条纹。这是一种进化的异常,因为捕食者学会通过糟糕的经验避免警告颜色,并且难以学习罕见的警告颜色。
 
由Jyvaskyla大学的Bibiana Rojas博士和加州大学欧文分校的J.P Lawrence博士领导的团队提出了关于大自然如何允许罕见警告持续存在的演化解释。
 
首先,稀有或微弱信号可以在更强信号的保护下持续存在。研究人员表明,捕食者学会避免使用更令人讨厌的黄蛙,并将这种避免概括为白蛙。虽然较强的黄蛙防御应该能够让它们随着时间的推移与白人竞争,但基因组分析显示白蛙的种群在遗传上与黄色分开。因此,多样性可以存在于单个群体中(由于广义学习)和不同群体之间(由于遗传隔离)。
 
研究小组由Jyväskylä大学的医生Bibiana Rojas(图片)和加州大学欧文分校的J.P Lawrence领导。图片来源:Jyvaskyla大学
测量化学防御的新方法
 
最初的实验范围不大,但奇怪的结果激发了研究人员开发新方法。
 
“我们面临的困难是没有一种既定的方法来量化捕食者对化学防御的反应。然而,这种困难变成了我们研究的最大资产之一,因为我们最终成功地开发了一种方法,”Bibiana Rojas博士说。来自Jyvaskyla大学。
 
在没有基因流动的情况下,弱警告信号可以持续存在。图片来源:JP Lawrence /美国加利福尼亚州Irwine大学
这种新方法提高了捕食者 - 猎物相互作用的生态相关性和精确度。过去的研究认为毒性就是一切,并通过给小鼠注射防御性化学物质来测量毒性。但是猎物的生存和进化取决于它们是被吃掉还是吐出来,而不是它们的捕食者的血液化学。因此,研究人员使用与燕麦混合的皮肤提取物来分别测量厌恶程度。他们表明,独立地更好地考虑毒性和厌恶性。
 
“最大的惊喜来自于这样一个事实,即皮肤中含有较多毒素的青蛙不一定是那些最令人反感的青蛙。这一发现挑战了以前的假设,即大多数毒性最难吃,”Rojas说。
 
 
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