Author: Inbar Maayan

哈佛大学博士研究生,从事牙买加大茴香的进化和植物学研究。

生物入侵导致地方性蜥蜴的侵略性增加

oc草的雄性(背景),向特定的机器人显示(前景)。图片来源:Claire M.S.杜福

外来入侵物种会对环境和经济产生重大负面影响,这是研究兴趣的主要驱动力。我们想了解是什么因素使入侵物种成功或失败,以便我们可以平衡转而支持本地同行。生物入侵也越来越以其研究价值而得到认可。这些“意外实验”可以帮助我们回答有关社区组装,物种相互作用和进化的问题(Losos等。 1993年; Stuart等。 2014年; 斯特劳德2019)。

对引进物种的许多研究都集中在获取信息上,这些信息可以帮助我们预测下一次入侵事件。这包括努力了解入侵途径(可以使用种群遗传数据完成)或确定使入侵物种如此成功的特征(可以通过比较入侵和非入侵类群来完成)。较少的研究集中在入​​侵物种立足后不久发生的事情上。特别是,我们对入侵物种与本地物种之间的早期行为相互作用知之甚少。这些交流会决定入侵的结果和传播方式吗?

输入多米尼加的肛门

在最近的一篇论文中,Dufour和合作者使用多米尼加的原生和侵入性肛门来弥补这一差距。作者建立了模仿蜥蜴的形态和显示入侵物种行为的蜥蜴机器人(cristatellus)和特有物种(oc草)。通过这些机器人,他们测试了 oc草 男性展示同种和异种展示。作者使用了发现两种物种的地方和仅发现地方病的地方。因此,他们可以对比 oc草 有没有侵略者的经验。

oc骨草(左)和cristatellus(右)之间的种间斗争。图片来源:Claire M.S.杜福

机器人引起了预期的响应。此外, oc草 可以将同种机器人与异种机器人区分开。有趣的是,即使在 oc草 以前没有经验的人群 cristatellus。鉴于这两个物种缺乏共同的进化史,这一发现令人惊讶,并且有待解释。最后, oc草 与男性同时发生 cristatellus 显示反应更加积极。

oc草 通常更大,并且有望成为侵略性遭遇中的优势物种(Dufour等。 2018年,b)。因此,观察到的行为转变可能会影响物种共存并最终决定这种入侵的长期结果。阅读有关克莱尔令人兴奋的所有内容 新研究!

 

课堂上的蜥蜴:学习行动进化

我们都熟悉蜥蜴为研究进化论的研究人员提供的深刻见解– and they’也很棒的教学工具!俄亥俄州新奥尔巴尼高中的两位出色的科学老师Timna Brown和Jessie Dorman开展了一项以蜥蜴为基础的活动,向学生们介绍了驱动进化的各种机制。布朗在上发布了有关此活动的信息 在stagram的,我很幸运从她那里得到了细节:

“让学生兴奋地学习复杂的科学概念并不总是那么容易,但是这种进化活动是健壮的,具有挑战性的,并将进化的概念带到了学生可以理解和应用的水平。我们称之为‘不要成为懒惰的蜥蜴!’

学生用吸管,勺子和汤匙“feed”在不同类型的资源站。

为了帮助学生理解围绕进化的复杂性和误解,此模拟课程向学生教授了许多概念。以进化机制为重点,这些主题包括:自然选择,漂移,遗传,对种群的突变影响,食肉动物与猎物的关系,环境压力,生态位,物种形成,减数分裂,杂交,生殖和地理隔离,基因型,表型,显性,隐性,生物放大作用,能量对繁殖的重要性以及能量在进化中的作用。这些现实因素中的每一个都是以切实的方式介绍给学生的:例如,一个特质可能在一种环境中是自适应的,而在另一种环境中是昂贵的。

在此模拟中,学生扮演的蜥蜴具有不同的特征,例如身体颜色(棕色和绿色)和嘴型(稻草,勺子,瓢),它们在生态,行为和互动中起着不可或缺的作用。经过数十代的学习,学生们相互竞争,争夺各种喂养源(树木,水库,湖泊和水槽)的花蜜(水)。当他们试图在自己的环境中生存和发展时,他们‘reproduce’彼此交流遗传信息,证明基因型,表型,显性和隐性性状的作用。作为模拟中的蜥蜴,它们处理不断变化的食物供应,引入食肉动物和食物来源以及种间竞争。随着每一代人的过去,表型和基因型的频率都会发生变化,并且学生能够看到种群随时间而变化:进化!当这些蜥蜴竞争时,事情会变得很热,所以不要成为懒惰的蜥蜴!

完成模拟后,学生可以绘制数据图以了解人口随时间的变化。

活动结束后,学生将通过回答自然界中真实生活场景中的问题来运用所学知识。从模拟中获取数据,学生可以绘制出不同表型随时间变化的图表,并将这些变化与各种选择压力联系起来。他们还研究Hardy-Weinberg问题,以研究科学家如何跟踪与各种性状相关的基因型频率的变化。学生还制作情节提要,以展示他们对进化的理解随着时间的推移随着参与各种选择压力的人群而变化。这项活动需要一周左右的时间,但是’这非常有价值,已被证明可以帮助学生理解进化的关键概念。”

 

 

Timna Brown和Jessie Dorman,进化教育家非凡。

活动改编自杰西卡·多曼(Jessica Dorman)的《懒蜥蜴》。有关活动指南,请联系Jessie Dorman(dorman.1@napls.us)或Timna Brown(褐色76 @napls.us)。

 

供电 WordPress的 & 主题作者 安德斯·诺én