长耳大野兔变色的皮毛可能让它们为应对气候变化做好准备

长耳大野兔变色的皮毛可能让它们为应对气候变化做好准备

随着冬天的消融和春天的到来,百花开始绽放,一些独特的动物也开始变色。白尾长耳兔是近 20 种动物和鸟类之一,它们进化出随季节变化的颜色。兔子并不是一年四季都是白色的,它会随着季节的变化从冬天的白色变成春天和夏天的棕色。这是一种生存策略,因为在多雪的气候下,颜色较深的动物会引人注目。

一支来自美国和葡萄牙的研究人员团队试图进一步了解这些色彩斑斓的季节变化所涉及的遗传学。他们的研究成果发表在今天的《科学》杂志上,详细介绍了白尾长耳兔冬季伪装的进化过程。他们发现,随着地球变暖和积雪减少,控制这种冬季颜色变化的基因可能是它们生存的关键。

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这项研究的共同作者、蒙大拿大学生态学家/进化生物学家杰弗里·古德 (Jeffrey Good) 告诉 PopSci:“研究团队的几名成员生活和工作在落基山脉,与大自然有着密切的联系,我们每年都在经历极端天气和气候的强烈变化。

古德说,十多年前开始这项研究时,一名团队成员发现了一项 1963 年的自然历史研究,该研究描述了科罗拉多州白尾长耳兔种群中更为复杂但有趣的连续颜色变化模式。

该研究的主要作者、葡萄牙波尔图大学 BIOPOLIS-CIBIO 的进化生物学家 Mafalda Sousa Ferreira 正在攻读博士学位期间进行这项研究,并进行了更仔细的观察。Sousa Ferreira 告诉PopSci: “这让我的博士项目的这一部分有点冒险。”“如果这篇论文是正确的,我们可以解释一些非常独特的东西,但如果我们无法对样本进行取样来描述它,我可能不得不重新考虑我的部分论文。”

凭借这个半个世纪前的线索,他们利用多年来收集的博物馆标本来描述颜色的变化。他们收集的 196 个标本中最古老的一个可以追溯到 1906 年,来自丹佛自然科学博物馆和纽约的美国自然历史博物馆等多家博物馆。重要的是,他们证实了 1963 年关于白尾长耳兔颜色变化的研究。

“看到几年前描述的事情在眼前变成现实,真是令人兴奋。这个高风险项目实际上是可行的,而且最终取得了成功!”索萨·费雷拉说。

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在对皮毛颜色变化进行分类后,研究小组利用基因测序确定了长耳大野兔冬季的颜色变化主要由控制黑色素产生和定位的三个基因(EDNRB、CORIN 和 ASIP)决定。

“皮毛的颜色由皮肤中的特殊细胞(黑色素细胞)产生的色素决定。你可以把这些细胞想象成色素工厂。这些工厂有多活跃——色素的类型(黑色和棕色、红色和黄色)以及产生的量决定了毛发的颜色,”古德解释说。

冬棕白尾长耳兔背部放大图。丹佛自然科学博物馆。

这种过程在哺乳动物中相当常见,并且与决定人类毛发颜色和深浅度的色素相同。长耳大野兔的皮毛颜色可以是白色、棕色或更多中间色,具体取决于它们从父母那里继承的皮毛颜色。

在确定冬季颜色变化、环境和兔子基因之间的关系后,他们将这些结果与气候变化导致的预期降雪量的气候预测相结合。

令人惊讶的是,他们发现颜色基因变异性较高的兔子种群应该能够很好地应对未来 100 年的积雪减少。这些预测表明,冬棕长耳兔实际上将扩大其分布范围,甚至可以帮助拯救整个物种免于衰退。

这是一个令人欣喜的积极消息,但研究团队仍警告称,人类造成的威胁(疾病、栖息地丧失等)使这种适应性面临危险,并强调了物种保护的重要性。

古德说:“长耳大野兔和它们的毛色表明,了解和保护一个物种的遗传多样性同样重要,特别是在这个快速变化的自然世界中。”

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