Nature | 休眠卵揭示了快速进化

文摘   2024-10-26 22:53   辽宁  

达尔文在生物进化论中提到的“生物进化是个缓慢的过程”,而下面文献却给出“生物的进化在短时间内是可以实现快速进化的”截然相反的观点?,让我们一起来看看吧!

摘要

自然选择会导致生物体的快速变化,进而影响生态系统进程。湖泊生态系统功能的一个关键因素是初级生产者被吃掉的速度,当浮游植物组成发生变化时,浮游动物中溞属等主要消费者可能会受到强烈的选择压力。20世纪60年代至70年代,中欧的康斯坦茨湖经历了一段富营养化时期(植物营养物质输入的生物效应),导致营养贫乏甚至有毒的蓝藻丰度增加。通过孵化湖泊沉积物中长期休眠的溞属休眠卵发现,这种富营养化过程中,溞属对饮食蓝藻的平均抗性显著增加。这种抗性的快速进化对生态系统中通过食草动物对初级生产的影响来应对营养富集的方式产生了影响。

材料与方法

1997年,从康斯坦茨湖采集的岩芯中获得的已知年龄的沉积物中,收集了具有遗传特征的3大型盔形溞克隆作为滞育卵。每个克隆的孤雌生殖系至少保持40代,以尽量减少母体效应。我们测试了来自三个沉积物年龄的32个克隆对饮食蓝藻的抗性,通过饮食对水蚤体细胞幼年生长率(gj)的影响来测量对蓝藻的抗性:具体实验流程如下:

结果

1978-80年和20世纪90年代的基因型比1962-64年和1969-71年的基因型表现出更低的生长速度下降;1962-64年和1969-71年期间,湖中有各种不同生长速度降低的溞属基因型,但受饮食蓝藻影响最严重的基因型在夏季持续接触蓝藻的十年内几乎被消除。

结论

这些短期的进化变化可能会显著影响生态系统的变化过程。富营养化期间蓝藻的丰度增加通常被认为是对营养输入增加的反应。然而,放牧浮游动物种群的快速适应性进化可能是一种重要的反馈机制。

文献出处:Hairston N G J , Lampert W ,Carla E. Cáceres,et al.Rapid evolution revealed by dormant eggs[J].Nature, 1999, 401(6752).DOI:10.1038/45717.

创作人:张婷婷+江苏皓安生态科技有限公司(淮北师范大学)

本文来源于第一届水生生物与水域生态学全国研究生暑期学校的学员作业。

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华东师范大学第一届水生生物与水域生态学研究生暑期学校

通知 | 华东师大第一届水生生物与水域生态学研究生暑期学校报名简章

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Day 2 | 崇明东滩研学活动:深入探索生态保护与湿地研究

Day 3 | 暑期学校之专家报告和金山廊下镇生物多样性体验中心现场研学

Day 4 | 暑期学校之专家报告和参观华东师范大学生态岛

Day 5 | 暑期学校之学员科学前沿交流及毕业典礼

第一届水生生物与水域生态学全国研究生暑期学校优秀学员及结业学员名单


生命的智慧
华东师范大学课程《海洋与生命》《水生生物学》《动物学》和《水生生物学原理与进展》师生们的学习感悟。
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