理论预测基于表现(Performance)的栖息地选择--个体根据其当地表现选择环境--在自然界中十分普遍,并对生态和进化过程产生重大影响,包括局部适应、种群分化、生殖隔离和物种分化。
在本研究中,作者通过在两个相邻的林地中安装不同的喂食装置,诱导野生树栖麻雀(Passer montanus)基于表现选择栖息地。麻雀绝大多数都选择迁往觅食表现最强的地区并在那里繁殖,从而适应了当地环境并提高了繁殖成功率。此外,这种非随机的迁移导致了喂食装置类型的高度匹配,并导致了这种生态特征的生殖隔离--所有这一切都在一代的时间内完成。
这些研究结果提供了一个经验性的证明,即基于表现的栖息地选择可以驱动适应性种群分化,即使在没有分化的自然选择的情况下也是如此。这凸显了将基于表现的生境选择纳入更广泛的适应和物种变异框架的重要性,尤其是在环境快速变化的背景下。
图1 实验设置 (A) 带有应答器的塑料脚环的野生麻雀。(B) 可编程电子喂食器,只有贴有特定应答器脚环的鸟类才能获得食物。(C)电子喂食器(棕色和黑色点)和巢箱(绿色方格)的位置。位于 A 区(棕色点)的喂食器可让一半贴有脚环的鸟类(A 类)获得补充食物;位于 B 区(黑色点)的喂食器可让另一半贴有脚环的鸟类(B 类)获得食物。
图2 个体繁殖区与食物获取区的关系双尾Fisher检验,P < 0.00001)。条形图中的数字是每组个体的数量。
图3 在研究区出生的个体的孵化区、食物获取区和繁殖区比例 (A) A 区和 B 区繁殖的个体相对于其孵化区的比例(双尾Fisher检验,P = 0.69)。条形图中的数字为每组个体的数量。(B) 个体的移动方向。箭头表示从孵化巢箱到繁殖巢箱的移动。棕色箭头代表在 A 区获得食物的个体,黑色箭头代表在 B 区获得食物的个体。使用弯箭头是为了减少箭头重叠,提高可视化效果。棕色和黑色圆圈分别代表 A 区和 B 区。
图4 雏鸟数量和体重与亲本匹配状况的关系 (A) 能够获得喂食器食物与不能获得喂食器食物母本所产相关雏鸟的数量(双尾Mann-Whitney U 检验,p = 0.039)。棕点代表原始数据;黑点代表该组的平均值。(B)雏鸟平均体重(黑色棱形点)和每只雏鸟原始数据(褐点)的模型估计值,取决于喂养雏鸟的亲本能够获取喂食器食物的数量(广义线性混合模型, p = 0.63)。误差条代表模型估计值的 95% 置信区间 (CI)。
Gabriel Munar-Delgado, Francisco Pulido, Pim Edelaar, Performance-based habitat choice can drive rapid adaptive divergence and reproductive isolation, Current Biology, 2024。