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乌云密布的岛屿:岛屿如何影响形态

生态地理规则试图简化塑造形态的生态和进化过程。在今年夏天发布的一项很酷的研究中, 当前的动物学,Anaya-Meraz和Escobedo-Galván(2020)研究了Rensch的综合影响’s Rule and 范瓦伦’乌云密布的小岛规则。特别:

伦施’s Rule:在血统中,雌性较大时,性别二态性随体型的增加而减小,而雄性较大时,性二态性在数量上增大。

中间的黑线表示男性与女性的比例为1:1,顶线和底线分别指示男性和女性偏向的尺寸二态性。 *改编自 Piross等。 2019年.

范瓦伦’s Island Rule:描述由于竞争因素,小型和大型内地物种在岛屿上分别趋向于巨型化或矮化的趋势。

Anaya-Meraz和Escobedo-Galván在他们的论文中问,乌云密布的Anole(星云岛屿规则生效时性大小二态性发生变化吗?

他们使用305个乌云密布的Anole博物馆标本,发现大陆和岛屿人群的性大小二态性有所不同。尽管所有人群都显示出性大小二态性的差异,但在伊拉斯拉斯特雷马里亚斯岛上的人群普遍存在男性体型偏见。但是在大陆上,有40%的人口存在相反的模式,即女性身材偏向。

有趣的是,阿纳亚·梅拉兹(Anaya-Meraz)和埃斯科贝多·加尔万(Escobedo-Galván)指出,在乌云密布的阿诺莱岛中,岛上男性在醒着的时间上花费了将近50%的时间进行某种形式的社交互动(Siliceo-Cantero等。 2016年)。这是为什么在特雷斯·马里亚斯(TresMarías)人口中为何雄性乌鸦(Clouded Anoles)的露珠也较大的原因。

在蜥蜴中,“岛屿法则”不一定会成为趋势(美里,2007),但我们从Anaya-Meraz和Escobedo-Galván看到了’s的研究表明,雄性乌鸦在岛屿上较大。在安的列斯群岛上,随着甲虫物种多样性的增加,甲虫的性大小和形状二态性的大小减小(Butler等,2007)。当不与其他anole物种竞争时,Islas TresMarías种群遵循这种模式,具有增加的性大小二态性。

*改编自 坡等。 2017年.

总体而言,在岛屿人口中,乌云密布的Anole体和垂丝的尺寸较大,而Rensch’s规则未在该物种中显示出清晰的模式。然而,正如作者所指出的,重要的是要考虑在岛上的适应力与祖先条件。为了真正了解物种内以及整个属的形态进化,我们需要了解紧密相关物种的体型趋势。此外,一些研究人员不鼓励采用确定性检验为基础的综合方法来确定生态地理规则的普遍性的研究(Lomolino等。 2006年, Lokatis& Jeschke, 2018)。

你有什么感想?在整合框架内是否有使用生态地理规则的空间(请参阅 贝尼特斯-洛佩斯(Benítez-López)等人。 2020年)?还是生态地理规则掩盖了真正的适应驱动力?

参考文献:

Anaya-Meraz,Z。A.和A. H.Escobedo-Galván。 2020年。《云雾Anole 星云对性大小二态性的岛状影响:Rensch遇见Van Valen。当前动物学,doi:10.1093 / cz / zoaa034。

贝尼特斯-洛佩斯(A.),桑蒂尼(L. Santini),加勒戈-扎莫拉诺(J.Gallego-Zamorano),米拉(B.Milá),P。 2020年。《岛屿规则》解释了整个陆生脊椎动物身体大小演变的一致模式。 bioRxiv 2020.05.25.114835。冷泉港实验室。

Butler,M.A.,S.A.Sawyer和J.B.Losos。 2007年。《 Anolis蜥蜴的性二态性和适应性辐射》。自然447:202–205。自然出版集团。

Lokatis,S.和J.M. Jeschke。 2018年。孤岛法则:对偏见和研究趋势的评估。生物地理杂志45:289–303。 Wiley在线图书馆。

Lomolino,M. V.,2005年。《岛状脊椎动物的体型演变:岛屿统治的普遍性》。生物地理杂志32:1683-1699。

Lomolino,M.V.,D.F.Sax,B.R.Riddle和J.H.Brown。 2006年。《岛屿统治》和研究生态地理模式的研究议程。生物地理杂志33:1503-1510。

Meiri,S.,2007年。《岛上蜥蜴的大小演变》。全球生态与生物地理,16:702-708。

Poe,S.,A. Nieto-montes de Oca,O.Torres-Carvajal,K.De Queiroz,JA Velasco,B.Truett,LN Gray,MJ 瑞安,G.Köhler,F.Ayala-Varela和我。 Latella。 2017年。对所有现存物种的Anolis(鳞茎;鬣蜥科)进行系统发育,生物地理和分类学研究。系统生物学66:663-697。

Piross,I。S.,A。Harnos和L.Rózsa。 2019年。伦施(Rensch)在禽虱中的统治:性大小二态性的相互矛盾的异变趋势。科学报告9:7908。自然出版集团。

Siliceo-Cantero,H。H.,A。García,R。G. Reynolds,G。Pacheco和B. C,李斯特。 2016)。岛屿和大陆Anoles的二态性和分歧。 Linnean学会生物学杂志,118:852–872。

该帖子最初发布于 biomh.wordpress.com.

物种形成:一种物种如何变成两种物种

物种形成是一个物种进化形成两个或多个新物种的过程。通常,由于生殖隔离屏障的进化,不同物种的成员无法杂交。究竟如何定义一个物种是生物学家之间争论的焦点,但是大多数人都认为一个物种是相互联系的生物种群,它们的进化轨迹独立于其他物种。这种独立性对于生物多样性的进化和维持至关重要。种群通过自然选择进化出新的特征,其中适应性特征(有益于具有这些特征的个体的生存或生殖输出)在种群中变得越来越普遍。但是,一个性状是否有益取决于它产生的物种。例如,尽管有毒青蛙的显眼着色是有益的,但相同的性状对于无害物种将是灾难性的。如果所有的青蛙都是一个物种,那么这种性状将很快从种群中清除。由物种形成过程形成的生殖边界为物种提供了一种相互独立进化的机制,并积累了独特的适应性状。

“姐妹物种”是彼此之间比其他任何物种都更紧密相关的一对物种。 Anolis krugi(左)和Anolis pulchellus(右)是波多黎各原产的草丛茴香的姊妹物种。由Day's Edge Productions拍摄的照片。

对物种形成的研究可以归结为一个问题:“物种来自何处?”尽管物种形成是进化的基本部分,但我们对物种形成过程的确切运作方式的知识却令人惊讶地不完整。多年来,流行的物种形成理论一直专注于隔离。在此模型中,单个物种的种群在物理上彼此分离。这可能是由于形成了一些难以穿透的屏障(如高山或冰川),还是由于分散(如到达了偏远的岛屿)所致。一旦隔离,这些种群便会彼此独立地进化,并且在足够的时间后,它们将随机积累足够的差异,以被视为不同的物种。壮观的蓝色 香蒜 来自大开曼岛的一种可能是隔离形成物种的例子。这个物种的近亲是 香菇 来自牙买加。当今的祖先 A.consusus 从数千或几百万年前的牙买加来到大开曼岛,并形成了新的种群。随着时间的流逝,牙买加和开曼群岛人口逐渐孤立起来积累了差异,因此他们现在认为是不同的物种。 

大开曼岛美丽的Anolis conspersus与牙买加的Anolis grahami关系最密切。安东尼·日内瓦照片

科学家经常观察到,一个物种及其最接近的亲戚在生态上有所不同。这些姐妹物种可能占据其环境的不同栖息地或不同结构部分。隔离理论并没有预测这种模式,这种观察导致了另一种物种形成理论,其中适应起着核心作用。生态物种形成理论认为,物种形成是针对适应不同生境或环境的单一物种种群的副作。自适应进化可以非常迅速地进行,特别是与隔离理论中差异的随机积累相比。尽管有证据表明通过隔离和生态物种形成两种物种,但我们不知道哪个(或 if 要么负责地球上大多数物种的多样性。   

出于多种原因,Anoles是研究物种形成的好手。首先,有超过400种Anole,因此它们显然很擅长标本。其次,例如,许多Anole物种似乎正在形成物种。 安乐distichus 西班牙裔人口彼此之间部分生殖隔离。最后,第三种特别适合于研究哪种物种形成理论最适合我们在自然界中看到的物种。由于数十年的进化和功能生态学研究,我们对哪些anole性状具有生态适应性有很强的把握。有了这些知识,我们可以使用anole来测试隔离时间和适应性进化在驱动物种形成过程中的相对重要性。 

生态差异可能会加速物种形成过程。 Anolis cooki和Anolis cristatellus是两个波多黎各人,它们关系密切,但栖息地却大不相同。

Anole侵略者

殖民地,生物体在建立新种群的道路上分散短距离或长距离的能力,对地球上目前动植物的分布产生了强烈影响。在过去的几百年中,人类增加了生物在新土地上定居的速度和距离。这些由人为介导的介绍重塑了生物地理学的基本模式,该领域调查了动植物的地理分布。其中一些入侵者在其新家中造成生态或经济损害,被称为入侵物种。如果我们缺乏对引入物种的详细研究,我们通常使用高局部丰度和快速扩散作为入侵的代理。 Anoles是入侵者中最多产的群体之一,在其本土范围之外引入了20多种不同的物种。大多数入侵者来自加勒比海岛屿,并传入加勒比,大西洋和太平洋以及南佛罗里达,中美洲和东南亚的其他岛屿。研究人员正在研究与肛门入侵有关的各种主题,包括入侵者在其本土范围内的起源,传入和传播的方式以及对本土物种的影响。

棕色或喜庆的Anole(Anolis sagrei)原产于古巴和巴哈马,但已广泛引入加勒比海,中美洲和美国本土,并从佛罗里达礁岛北延至其他几个州。图片由Day's Edge Productions拍摄。

在我的实验室中,我们使用DNA序列和其他类型的遗传数据来识别引入的茴香的起源。入侵者是从哪里来的?发生了多少次介绍?它们如何在其引入的范围内传播?您可以认为每个入侵新区域的anole都将其原籍范围起源编码在其DNA中,就好像它们是从本国携带护照一样。使用这种方法对十二种茴香物种进行研究,在大多数情况下,我们确定了引入的地理来源,通常是运输和商业的枢纽,这与通过船舶运输的茴香是一致的。许多这样的珊瑚引入是在加勒比岛屿之间或从加勒比岛屿到南佛罗里达。我们还发现,Anole入侵通常起源于其本国范围内的多个地理和遗传上不同的种群,当在其引入范围内一起入侵时,它们会混合在一起。这对进化具有重要意义,包括通过增加遗传变异来增强适应能力的潜力。我们的DNA研究还表明,在引入范围内建立良好的种群可以成为二次引入的来源,这被称为桥头效应。布朗茴香(Anolis sagrei)是这种现象的一个很好的例子,因为迈阿密周围南佛罗里达的引进人口很可能是百慕大,大开曼,格林纳达和夏威夷的引进来源。同样,绿色小圆环(Anolis carolinensis)在太平洋中的扩散是由于引入该地区后各岛之间的垫脚石格局所致。

绿色的anoles(Anolis carolinensis)原产于美国东南部,与入侵的棕色anoles(Anolis sagrei)竞争。在世界其他地方,已经引入了绿色的小茴香,它们本身就是入侵者!图片由Day's Edge Productions拍摄。

岛屿在说明生物地理学的一些基本模式方面发挥了特殊作用,包括得到充分支持的观察,即更小,更偏远的岛屿拥有更少的物种。然而,人类介导的扩散增加了长距离和水上扩散的发生,这在人类在海上和空中旅行之前很少见。最近对加勒比岛屿上的肛门的研究表明,人类减少了岛屿之间的地理隔离,现在的经济活动强烈影响了肛门生物地理的格局。群岛还提供了极好的竞技场,可以进行实验性研究,以研究入侵的入侵物种对本地物种的影响。在入侵性棕茴香到达佛罗里达海岸附近的小岛上之后,当地的绿棕鲨将其栖息地的使用转移到较高的栖息地上,以减少与栖息度较低的棕Anole的竞争。在短短的20代之内,绿色的大脚趾进化出较大的脚趾甲,从而适应了他们的树栖环境,这使它们可以更好地依附在高风险的高栖息地上。这是入侵者与本地物种之间竞争引起的快速进化的最好例证之一。研究人员有兴趣研究珊瑚入侵,以获取对基本生态和进化过程(例如物种相互作用和适应)的见识,并减轻由入侵珊瑚引起的负面生态和经济影响。

供电 WordPress的 & 主题作者 安德斯·诺én