雄性蜻蜓在氣候變暖中失去了它們的色澤可能會使更其難找到配偶
聖路易斯華盛頓大學的邁克爾-摩爾領導的《國家科學院院刊》上的一項研究發現,在氣候較熱的地區,蜻蜓雄性的繁殖色澤一直在進化,而且在變少。研究表明,蜻蜓雄性的翅膀色素隨著氣候的變化而不斷進化,它是迄今為止觀察到的與交配有關的特徵中最可預測的進化反應。
這項工作揭示了與交配有關的特徵對於生物體如何適應其氣候的重要性不亞於與生存有關的特徵。
許多蜻蜓的翅膀上有成片的暗黑色色素,它們用這些色素來追求潛在的伴侶並恐嚇對手。除了在繁殖方面的功能外,翅膀上有大量的黑色色素可以使蜻蜓升溫2攝氏度,雖然這種色素沉澱可以幫助蜻蜓找到伴侶,但額外吸收的熱量也可能導致它們出現過熱。
研究人員對這種額外的加熱是否可能迫使蜻蜓在不同的氣候條件下進化出不同數量的翅膀色素沉著感興趣。
在這項研究中,科學家們利用iNaturalist公民科學家計劃志願者的觀察建立了一個319種蜻蜓的數據庫。他們檢查了提交給iNaturalist的照片中顯示的翅膀紋理,並收集了觀察蜻蜓的地點的氣候變量信息。研究人員還直接測量了近3000個iNaturalist觀察到的10個選定物種中的單個蜻蜓的翅膀色素數量。對於這10個物種中的每一個蜻蜓,科學家們評估了它們在地理範圍的溫暖和寒冷地區的種群差異。
無論是比較地理範圍較熱和較冷的物種,還是比較生活在較熱地區和較冷地區的同一物種的種群,研究人員都看到了同樣的情況:雄性蜻蜓幾乎總是通過進化出較少的翅膀色素來應對較熱的溫度。
以另一種方式對觀察結果進行分類,研究人員確定,在較暖的年份發現的雄性蜻蜓往往比在較冷的年份的同種雄性蜻蜓有較少的翅膀色素沉著(該數據庫包括2005-19年期間記錄的觀察結果)。雄性蜻蜓可能最終需要通過進化較少的翅膀顏色來適應全球氣候變化。
該研究包括基於氣候變暖情景的預測,表明在未來50年內,隨著地球變暖,雄性翅膀的色素進一步縮減對他們個體而言將是有益的,但是這種變化對蜻蜓兩性和繁衍來說,發生的方式並不相同。
與雄性不同,蜻蜓的雌性沒有顯示出它們的翅膀顏色如何隨著當前氣候的變化而發生任何重大轉變。摩爾說:”我們還不知道為什麼雄性和雌性如此不同,但這確實表明,我們不應該假定兩性會以同樣的方式適應氣候變化。
蜻蜓的翅膀上有不同數量的色素,可以幫助同一物種的雄性和雌性相互識別。這項研究的一個有趣的含義是,如果雄性翅膀的色素進化是為了應對氣候的快速變化,而雌性色素的進化是為了應對其他的東西,那麼雌性可能不再能識別它們自己物種的雄性,這可能導致它們與錯誤物種的雄性交配。
交配相關特徵的快速變化可能會阻礙一個物種識別正確配偶的能力。儘管研究表明,隨著世界變暖,色素的這些變化似乎有可能發生,但其後果是可能我們仍然真正不知道的東西。