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捕食者帮助猎物适应不确定的未来

捕食者帮助猎物适应不确定的未来

物种灭绝对现存物种的进化有什么影响?进化生物学家对这个问题进行了研究,他们对一种令人难堪的叶蝇和它的掠食性天敌进行了实地实验。他们发现,失去天敌会使猎物更难适应未来的环境。

根据许多专家的说法,地球正处于第六次大灭绝的开始,这已经对自然生态系统的功能产生了可怕的后果。目前尚不清楚的是,这些物种的灭绝将如何改变现存物种未来的适应能力。

苏黎世大学(University of Zurich)的研究人员目前在加州进行了一项实地实验。他们研究了一种小苍蝇的特征是如何在一群天敌被清除后发生变化的。通过观察,他们得出了关于果蝇遗传多样性变化的结论。

特异性消除拟寄生物

水疣蝇寄生在柳叶上,在幼虫期诱导出一种叫做瘿瘤的齿状生长物。这种苍蝇的天敌包括几种寄生蜂。这些黄蜂将卵产在虫瘿内的幼虫体内,在那里它们发展成为寄生捕食者,也就是寄生性天敌。在成年黄蜂离开瘿之前,它会吃掉它的宿主——苍蝇。

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这些拟寄生物中的一些种类在虫瘿形成之前就开始攻击,而另一些则在幼虫发育的后期寄生并刺穿虫瘿。研究人员通过在树叶上安装有虫瘿的细网来消灭后一组天敌。

三个月后,生物学家收集了大约600个瘿瘤,并检查了蝇蛆是否存活。他们还测量了影响苍蝇受拟寄生攻击后生存的三个特征:胆囊的大小;瘿内苍蝇的数量;苍蝇喜欢在特定的遗传品种的柳树上产生瘿瘤。利用这些数据,他们利用计算机模型创建了“健身景观”,这些模型可以可视化一个物种的适应性。

敌人少了,变化也少了

事实证明,这三种特征的不同组合有助于苍蝇的生存——当苍蝇的所有天敌都存在的时候。该研究的主要作者马特·巴伯说:“因此,有几种同样好的方法可以确保苍蝇的生存。”相比之下,在清除了一些天敌之后,只有一种特定的特征组合帮助苍蝇存活下来。“这表明,天敌的灭绝限制了苍蝇的进化,使其只能朝着一个最佳解决方案发展。”导致这些特征的不同发展的基因变异可能因此在果蝇的基因组中永久消失。

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这种多样性的丧失可能是后果:“生存的潜在解决方案的多样性可以保护瘿瘤性状的遗传变异,”Barbour说。由于遗传变异为进化提供了原材料,研究结果表明,这种苍蝇的天敌的灭绝可能使它更难适应变化的环境。

“从大的方面考虑,我们的研究暗示了物种灭绝潜在的潜在副作用,”巴伯说。“天敌的灭绝可能会威胁到现存物种在一个不确定的、不断变化的世界中适应和生存的能力。”如果这是真的,这将使许多生态系统面临比我们目前认识到的更大的风险。

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