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研究發現:美國草原黑頭蟾蜍會主動選擇與不同物種雄性雜交

發布時間:2020-04-10 15:13:00 來源:知否 責任編輯:caobo

美國北卡羅來納大學教堂山分校的進化生物學家卡琳·芬尼格(Karin Pfennig)與行為生態學家凱瑟琳·陳(Catherine Chen)經過多年研究發現,為了讓后代更健康、生存能力更強大,美國草原黑頭蟾蜍中的雌性會主動選擇與不同物種中的雄性雜交。

這與傳統觀點形成了鮮明對比,傳統觀點認為跨物種雜交會影響后代的適應能力和生存能力,甚至產生更少的后代。比如馬與驢雜交產生的騾子,它們通常會喪失繁殖能力。

但芬尼格和凱瑟琳·陳發現,在遭遇生存壓力時,雌性草原黑頭蟾蜍中的會主動選擇與雄性墨西哥黑頭蟾蜍雜交,以生出更健康的后代。這些跨種族后代可能比其同類發育得更快,從而增強生存能力。特別是當這些蟾蜍棲息在沙漠淺水池塘時,在蝌蚪成熟之前就可能干涸。

凱瑟琳·陳指出,從歷史上看,約有25%的植物和10%的動物物種雜交,而且通常都是雄性發起的,但基因組技術的進步顯示物種之間的雜交比之前想象的更普遍。至少有些物種可能會雜交,并產生適應性更強的后代。

芬尼格和凱瑟琳·陳對20多對雌性美國草原黑頭蟾蜍與雄性墨西哥黑頭蟾蜍進行雜交后發現,雌性的體型可以很好地預測后代的健康狀況,但雄性叫聲和后代的適應性之間的關聯似乎更強。

研究顯示,那些“脈動率”更低的雄性會生出更大、更重、發育更快的雜交后代。研究人員利用“脈動率”遺傳優勢,想要找出求偶的聲音是如何影響雌性選擇配偶的。因此,他們為雌性草原黑頭蟾蜍提供了不同脈動率的求偶叫聲。

研究人員將這些雌性蟾蜍置于不同的環境中(淺水和深水),以觀察環境如何影響它們的選擇。水的深淺是雌性選擇的決定性因素,淺水區的雌性蟾蜍更喜歡脈動率較低的雄性蟾蜍。但那些在深水區的蟾蜍似乎并不介意。

凱瑟琳·陳說,目前還不清楚這種跨物種雜交在野外發生的頻率。觀察表明,多達20%的雌性蟾蜍可能與雄性墨西哥黑頭蟾蜍雜交,但很難計算出每年的數值。然而,這樣的行為經常發生,所以它們不是簡單地與另一個物種雜交,而是選擇其中“最優秀”的對象。

研究人員表示,這種適應行為不太可能是平原黑頭蟾蜍特有的,也可能受到人類調節環境變化的影響,比如建立養牛場以及氣候變化。氣候變化有可能把那些通常不會相遇但理論上可以雜交且親緣關系很近的物種聚集在一起。

凱瑟琳·陳稱,重要的是要注意適應性雜交可以通過其他方式發生,而不是簡單地與其他物種中的優秀個體交配。這可能也是出于生存需要而發生的,例如當某個物種中的雄性成員滅絕時。她說:“雜交可能不好,但總比種群斷絕要好!”

對于跨種族雜交,可能利弊皆有。一方面,雜交可以為一個物種帶來新的基因變異,這可能是好事,并有可能增強適應能力,正如古人類與丹尼索瓦人雜交那樣,在快速變化的環境和壓力條件下尤其如此。從本質上說,它可以拯救瀕臨滅絕的物種。

但另一方面,雜交可能會降低適應性,成為一個“進化陷阱”:對任何個體來說,雜交可能比另一種更好的選擇,但長期的后果可能導致種群數量下降和滅絕。簡而言之,跨種族雜交的優點和缺點,以及它如何對基因庫產生影響,都存在很多不確定性。

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