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蚂蚁揭示进化可以逆转

乌龟的蚂蚁士兵看起来像是日本动画电影中的真实生物。这些居住在树上的昆虫在有光泽的,可夸大的头上来回爬行,它们被用来阻挡巢穴的入口-本质上是作为活门。

并非所有头的形状都相同:有些士兵的头类似于人孔盖并完全密封了隧道入口。其他人则拥有方头,他们被组装成多人的封锁线,让人联想到斯巴达军队重叠的盾牌。这种头部形状的变化不仅仅揭示了自然界中古怪的另一个特征:它还可以揭示物种如何进化以填补生态位。在美国国家科学院院刊上发表的新研究表明,这种演变并不总是一条通往专业化道路的路。有时,它可以使某个物种回到更普遍的时代。

洛克菲勒社会进化与行为实验室负责人丹尼尔·克罗瑙尔(Daniel Kronauer)说:“通常,您会认为,一旦某个物种专门化,它就会陷入非常狭窄的领域。”“但是海龟蚂蚁是一个非常动态的进化轨迹的有趣例子,它来回很多。”

进化中的匹配

像生活在殖民地中的许多其他社会昆虫一样,turtle蚂蚁专门从事不同的功能,通常会演变出适合其工作的夸张特征。对于士兵而言,这一过程导致了各种形状的大头颅。

乔治华盛顿大学的生物学家,这项新研究的主要作者斯科特·鲍威尔说:“最小和最大的乌龟蚂蚁士兵的头部之间有四倍的差异。”“为了帮助人们理解这一点,我经常说最小的物种能够舒适地坐在最大的物种的头部。”

乌龟士兵头部的形状和大小取决于所涉物种所占据的隧道类型。蚂蚁不会自己挖地道,而是搬进被无聊的甲虫挖出的地道。克罗瑙尔说,由于放下手的隧道可能太大或太小,所以蚂蚁迅速多样化以能够占领它。

因此,乌龟头和隧道之间的关系可以为自然选择提供独特清晰的见解。研究人员可以轻松地将一个特征-头围-与进化后要适应的生态特征相比较:巢穴大小。正如Kronauer所说:“这是完全相同比例的1:1比赛。”

动态过程

为了考察各种头部形状的进化历程,研究人员根据士兵是否头部呈正方形,圆顶形,圆盘形或盘形,将89种龟蚁分组。他们还包括一群没有士兵的乌龟物种。然后,他们使用先前收集的物种遗传信息,检查了这些群体之间的进化关系。

如果说进化是一条单向的道路,那么大约在4500万年前出现的第一批海龟蚂蚁本应完全没有士兵,然后逐步向专业化方向发展-从通才,方头的士兵开始,一直到那些具有高度野心的士兵。量身定制的碟头。

但是新的分析表明事实并非如此。相反,研究人员可以追溯到的最古老的共同祖先可能是方头。那个祖先继续形成了各种各样的物种,从根本没有士兵的物种到其他具有不同专业水平的物种。在某些情况下,随着时间的流逝,更多的特殊物种会逆转方向,演变为更宽泛的头部形状。

鲍威尔说,这一发现很好地表明了灵活的自然能使有机体的形状适应其所处环境的惊人程度。

Kronauer补充说:“进化所需要的空间实际上比以前想象的要大得多。”

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