在与气候变化的竞争中，蜥蜴走进了进化的死胡同

棕色安乐蜥是地球上最成功的物种之一。这些适应力强的生物已在西半球的大部分地区定居，甚至通过搭乘观赏植物穿越太平洋抵达夏威夷和新加坡等遥远的地方。在美国东南部，它们实际上正在取代当地的绿色安乐蜥，迫使它们生活在更高的树上。这些冷血动物几乎在任何地方都很快乐，从阴凉的森林到阳光普照的海滩。

“在巴哈马，这些东西有多常见，你一定会大吃一惊，”研究这些蜥蜴的巴拿马史密森尼热带研究所博士后研究员迈克尔·洛根 (Michael Logan) 说道。“随便挑一棵路边的灌木，仔细观察，我敢打赌，你会看到一只或三只棕色蜥蜴。”

你可能会认为，地球上有这么多棕色变色蜥蜴，物种内部的基因变异会很大。有些蜥蜴会更大或更小，速度更快或更慢，颜色更浅或更深——这意味着，偶然地，这里或那里的几只变色蜥蜴会适应新的挑战，比如气候变化，它们会将这些特征传递给年轻一代的耐气候蜥蜴。但新的研究表明，这种情况并没有发生。

这项研究结果最近发表在《皇家学会学报 B》上，可能对所有冷血物种（包括蜥蜴以及其他爬行动物、两栖动物和鱼类）的未来产生重大影响，这些物种的体温会随着外界环境的变化而变化。研究这些被称为外温动物的物种可以帮助科学家更好地了解全球变暖的危害，因为它们的生活与温度波动息息相关。

洛根说：“令人惊讶的是，在气候变化下，蜥蜴奔跑最快的体温等重要特征的遗传变异如此之低，”这是逃脱捕食者的关键特征。“那么，如果这些家伙缺乏遗传适应所必需的条件，它们是如何入侵并适应全球如此分散的地区的呢？”

这个问题仍需解答，但一种可能的解释是，一代代的变色蜥都面临着严峻的环境，随着物种进化以应对这些挑战，它们最终陷入了基因的死胡同。结果就是棕色变色蜥之间几乎没有什么变化。洛根解释了随着时间的推移，进化导致某些特征的变化非常有限。

“像‘四足动物的肢体数量’这样的特征——两栖动物、爬行动物、鸟类和哺乳动物——几乎完全由基因决定，”洛根说。“但由于这些基因在个体之间没有变异——几乎所有四足动物生来就有四肢。”他补充说，“自然选择无法作用于没有变异的特征。”

为了进行这项研究，科学家们从两个截然不同的栖息地捕获了成年蜥蜴，一个栖息地凉爽且森林密布，另一个栖息地炎热且阳光充沛。然后，他们在圈养环境中繁殖蜥蜴，并在相同的实验室环境中养育它们的后代。

“我们这样做是因为种群之间的任何差异都完全是由遗传因素造成的，”洛根解释道。“换句话说，我们控制了‘养育’因素，以便我们能够看到‘天性’是否发挥了作用。”他说，尽管在相同的条件下长大，但冷季蜥蜴和暖季蜥蜴之间存在明显差异。

他们使用高速摄像机拍摄了蜥蜴在不同温度下奔跑在木棒上的场景。他们使用凝胶包和加热灯将温度控制在 70 华氏度到 120 华氏度左右，并记录它们的反应。不出所料，温暖气候下的蜥蜴在较高温度下表现更好，但两组蜥蜴都没有表现出太多的遗传变异。

洛根说：“我们的研究结果表明，自然选择可能已经用尽了所有可用的遗传变异，使这些种群适应它们的热环境，随着全球气候的持续变化，它们没有任何东西可以进一步进化。”

这项研究表明，体温特征具有遗传基础，“因为当我们控制环境影响时，不同种群的体温特征会有所不同，”他补充道。“但我们也表明，在每个种群中，这些特征都缺乏遗传变异，这意味着它们不再能够随着选择而进化。”

他说，由于棕色变色蜥蜴数量庞大，而且具有在新环境中定居的能力，因此不太可能特别容易受到气候变化的影响——尽管事实证明，它比预期的要脆弱得多。但这项研究提出了一些令人不安的问题，即全球变暖下其他物种的命运。

洛根说，其他物种的覆盖范围往往比棕色安乐蜥要小，而且它们往往只生活在一种热环境中。“如果棕色安乐蜥作为全球入侵者取得了成功，但却缺乏快速进化所需的遗传变异，那么这对其他生物多样性意味着什么？”他说。“繁殖力较低、更专业化的物种应该具有更少的遗传变异以供选择。”

进化生物学家 Shane Campbell-Staton 是蒙大拿大学米苏拉分校和伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校的博士后研究员，他没有参与这项研究，他说这项研究为了解冷血动物如何应对温度变化提供了重要的线索。

“有几项研究表明，极端天气事件和环境的快速变化会导致选择性事件——对干旱、热浪或寒流具有更强适应力的生物更有可能存活下来并将其基因传给下一代，”坎贝尔-斯塔顿说。“然而，正如[这项研究]指出的那样，进化——跨代发生——只有当允许生存的特征可以传给后代时才会发生。”对于棕色安乐蜥，“在高温环境下被选择的特征似乎无法非常有效地从一代传给下一代，这意味着这些特征的适应性进化可能会比全球变暖预期的变化慢得多，”坎贝尔-斯塔顿补充道。

这种不匹配“可能是一个灾难性的组合”，坎贝尔-斯塔顿说。“这意味着随着地球逐渐变暖，对热性能的选择可能会增加——这意味着在某一代中可能会有更多的个体死亡——但幸存者的后代可能只是稍微适应了一点，以应对持续上升的温度，或者根本没有好转。如果气温继续上升，这种不匹配的最终结果将不可避免地是灭绝。”

虽然这项研究并不直接适用于温血人类，但“很明显，世界上的许多物种，包括我们赖以生存和获取氧气的植物、为这些植物授粉的昆虫，以及对生态系统健康至关重要的许多其他外温物种都可能受到严重影响，”坎贝尔-斯塔顿补充道。

洛根说，对于活动范围较小、缺乏迁徙能力的物种来说，进化应该是它们“逃避全球变暖影响的主要途径”。但这项研究“暗示，许多我们喜爱和关心的物种可能无法对气候变化做出快速的进化反应。”

玛琳·西蒙斯为 Nexus Media 撰稿，这是一家涵盖气候、能源、政策、艺术和文化的联合通讯社。