研究人員在巴拿馬的加勒比和太平洋鱷魚的基因組中發現了冰河時代海平面變化的影響。鱷魚是一種頑強的動物，它們的血統已經存留了2億多年。作為非常熟練的泳者，鱷魚可以長途跋涉，可以同時生活在淡水或海洋環境中。但它們不能在陸地上遠行。據麥吉爾大學的研究人員稱，美洲鱷（Crocodylus acutus）在新熱帶地區的加勒比海和太平洋沿岸被發現，但它們在巴拿馬存在之前就來到了太平洋。

300多萬年前，巴拿馬地峽的形成改變了全球海洋環流，連接了北美和南美，建立了加勒比海。這導致了大陸上物種的廣泛混合和海洋中的分離。在陸地上，來自北美洲的猛獁象、劍齒虎、馬、駱駝等哺乳動物入侵南美洲，來自南美洲的巨地懶、犰狳、負鼠等奇怪的哺乳動物入侵北美洲。這一事件被稱為”美洲大交換”，而在海洋中則發生了相反的情況，在分離的太平洋和加勒比海水域中，珊瑚、蛤蜊和魚類的新物種得到了進化。

麥吉爾和巴拿馬的一組研究人員提出的問題是：太平洋和加勒比海種群之間的距離有多遠，是否符合地質記錄？研究人員長期以來一直懷疑，生活在太平洋沿岸的美洲鱷應該與加勒比海種群在基因上有足夠的分化，成為獨特的物種。

“我們假設我們會檢測到太平洋和加勒比地區鱷魚種群之間的顯著遺傳差異，這些種群在過去的300萬年裡是孤立的，”麥吉爾大學最近的博士畢業生何塞-阿維拉-塞萬提斯（José Avila-Cervantes）說，他的導師是漢斯-拉爾森教授。

為了測試這一點，Avila-Cervantes從生活在巴拿馬兩岸的幾個種群中捕捉並採集了鱷魚的血液樣本。回到麥吉爾大學後，他對它們的基因組進行了測序，以尋找它們DNA中的微小差異。他利用基因差異來估計種群之間存在多少進化分化和基因流動。有了這些信息，該團隊發現太平洋和加勒比海的鱷魚種群分離的時間只有10萬年左右。

“這個分離時間與我們預期的300萬年相差甚遠，”麥吉爾大學Redpath博物館館長Larsson教授說。”但它確實符合冰河時代的最後一個冰川間期。”

冰河時代的冰川和間冰川週期標誌著極地冰川高峰期與相對溫暖的時期相隔。這些溫暖的時期導致全球海平面比今天的水平上升了100多米。利用冰河時期的海平面記錄，阿維拉·塞萬提斯能夠重建巴拿馬在這些冰河時期的冷暖高峰期的樣子。

“我們驚訝地發現，在溫暖的冰川間期，巴拿馬的大部分地區都在水下，海岸被鹹水潟湖、小河和薄薄的陸地分開，”Avila-Cervantes說。”這些是我們認為鱷魚能夠從海岸到海岸自由通行的原因，也解釋了為什麼它們最古老的基因分離特徵與這個時間相吻合。” 第二個更年輕的基因分離簽名的時間是大約2萬年前，與最後一個冰川週期相吻合，他們發現這使得巴拿馬的寬度是今天的兩倍，可能是這些鱷魚的良好屏障。”這是首次將冰期冰川-間冰川週期與熱帶生物的進化相牽連的研究之一。”

然而研究人員發現，儘管冰川間歇期頻繁，但每個海岸的種群之間還是存在一些基因差異，而且由於人類發展對棲息地的破壞，這種多樣性正面臨著風險。”在巴拿馬運河附近的太平洋沿岸很難找到任何生活在太平洋沿岸的種群，”Avila-Cervantes說。

其中一個保存最完好的種群位於巴拿馬運河中央的巴羅科羅拉多島。”保護這個島嶼周圍的種群可能是我們保護巴拿馬美洲鱷獨特遺傳特徵的最佳機會，”拉爾森教授說。”我們的研究不僅凸顯了鱷魚對古代氣候變化的適應能力和它們在大型地質事件中的頑強生存能力，而且還凸顯了它們對我們貪婪地改變其環境的需求的脆弱性。”