大自然的「偽裝者」:變身高手「杜鵑」引發新物種誕生

杜鵑的偽裝技巧可不只是生存策略,牠們還因這種偽裝技術而進化出新的物種。劍橋大學的一項研究顯示,杜鵑和宿主鳥類之間的演化競賽可能導致物種的誕生,這種現象叫做「共同演化」。

共同演化如何促成新物種?

杜鵑專門在小型鳴禽的巢中產卵。杜鵑雛鳥孵化後,會把宿主鳥的蛋推出巢外。宿主鳥不僅失去了自己的蛋,還得花幾週時間養育杜鵑雛鳥,浪費了自己寶貴的繁殖時間。

每一種銅色杜鵑(Bronze-cuckoos)都與其宿主的雛鳥外觀高度相似,成功欺騙宿主鳥接受牠們。研究顯示,這些互動會導致當杜鵑利用多種不同的宿主時,產生新的物種。如果每種宿主鳥的雛鳥外觀不同,且宿主鳥會拒絕異常的雛鳥,那麼杜鵑的物種就會分化成不同的基因譜系,每個譜系都模仿其偏好的宿主雛鳥。這些新的譜系就是新物種出現的最初跡象。

演化中的「變色龍」

劍橋大學動物學系的Kilner教授指出:「這個令人興奮的新發現可能適用於任何相互競爭的物種對。正如我們在杜鵑身上看到的,共同演化的競賽可能會導致新物種的出現,從而增加地球上的生物多樣性。」

澳大利亞國立大學的Langmore教授說:「杜鵑對宿主鳥的代價非常高,因此宿主鳥進化出了識別和驅逐杜鵑雛鳥的能力。只有最像宿主雛鳥的杜鵑才能逃過宿主的識別,所以經過多代,杜鵑雛鳥演化出了模仿宿主雛鳥的能力。」

小銅色杜鵑和閃亮銅色杜鵑的亞種會根據其地理分佈範圍內宿主雛鳥的外觀進行偽裝。圖片來源:Naomi Langmore, Hee-Jin Noh, Rose Thorogood, Alfredo Attisano
小銅色杜鵑和閃亮銅色杜鵑的亞種會根據其地理分佈範圍內宿主雛鳥的外觀進行偽裝。圖片來源:Naomi Langmore, Hee-Jin Noh, Rose Thorogood, Alfredo Attisano

研究顯示,當杜鵑對宿主鳥的代價非常高時,共同演化最有可能推動物種形成,這導致了宿主防禦和布穀鳥反適應之間的共同演化競賽。

左邊是銅色杜鵑的雛鳥,右邊是其宿主的雛鳥。圖片來源:Naomi Langmore
左邊是銅色杜鵑的雛鳥,右邊是其宿主的雛鳥。圖片來源:Naomi Langmore

一項對所有杜鵑物種的廣泛分析發現,那些對宿主鳥代價最高的杜鵑譜系,其物種形成率高於對宿主鳥代價較低的杜鵑及其非寄生親屬。

澳大利亞國家野生動物收藏館的Holleley博士指出:「這一發現對演化生物學具有重要意義,顯示了互動物種之間的共同進化如何通過推動物種形成來增加生物多樣性。」這項研究得益於研究團隊在從歷史收藏中的蛋殼中提取DNA並進行基因研究方面的突破。研究人員得以結合二十年的行為田野研究和對博物館及收藏中鳥蛋和鳥類標本的DNA分析。

這篇論文發表在最新一期的《科學》期刊。

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首圖來源:Mark Lethlean cc By4.0

影片來源:Naomi Langmore cc By4.0

圖片來源:Naomi Langmore、Hee-Jin Noh、 Rose Thorogood, Alfredo Attisano cc By4.0

參考論文:
1.Coevolution with hosts underpins speciation in brood-parasitic cuckoosScience

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