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0js.com:研究大规模研究了幼虫和成年生命阶段的进化率

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虽然这听起来像是超现实小说作品中的一个主意,但实际上这只是动物王国的常态而不是例外。大多数动物经历了生物学家所说的复杂生命周期,从幼虫开始,这种幼虫通常与父母之间几乎没有共同点。

要成年,他们必须经历被称为变态的过程,这是自然界最杰出的成就之一。在此过程中,许多动物的幼体经历了巨大的变化,使它们变成了成年个体,与成年阶段几乎没有相似之处。蝴蝶可能是最熟悉的例子。然而,尽管复杂的生命周期广泛存在,但令人惊讶的是,人们对它们如何进化知之甚少,特别是一个生命阶段的进化影响其他生命周期的程度。

为了更好地理解一大群相关物种在复杂的生命周期中的进化后果,亚利桑那大学的生物学家研究了另一个熟悉的例子:青蛙及其t。

UArizona生态与进化生物学系的Tung Phung,Joao CS Nascimento和John J.Wiens仔细研究了42种542种蛙类中体形的进化,其中大多数蛙类处于stage期。这项研究由《自然保护协会》的亚历山大·诺瓦罗(Alexander Novarro)合着,发表在《皇家学会学报》科学期刊B上。

维恩斯说:“我们想知道,大青蛙有大t,小青蛙有小t,还是两者分开的大小?”暗示进化生物学的一个普遍假设,即幼虫和成虫应该相当独立地进化。 ,尤其是在两个生命阶段生活方式截然不同的物种中。

如果幼虫阶段和成虫阶段完全相互独立地进化,则物种之间的幼虫大小和成年大小之间应该几乎没有相关性。换句话说,大青蛙可能没有小t,大青蛙可能变成小青蛙,而青蛙和t的大小没有关系。

研究小组从科学文献中搜集了每种物种的t和成年青蛙的大小的数据,在物种之间组装了进化树,并应用了统计分析工具。

研究小组发现,尽管青蛙家族之间存在着惊人的变异性,但这种关联并不是完全随机的。在整个青蛙中,幼虫和成年个体的大小显着正相关。

不只是“一切”。我们几乎囊括了所有有a阶段的青蛙家族,我们确实发现其中存在限制。在某些情况下,它确实很强大。成年人的身高强烈地预测了我们所研究的许多家庭的幼虫身高。”

UArizona生态与进化生物学系John J. Wiens

在研究中包括的其他家庭中,研究人员发现这种关系的可更大。例如,在黑脚蟾蜍(Scaphiopodidae)科中,成年大的物种有小t,而小成年的物种有大t。

家庭中成年人和and的相对大小也有所不同。例如,自相矛盾的青蛙,Pseudis paradoxa,是一种具有正常大小成年动物的物种,其发育的giant是成年动物的三至四倍。在谱的另一端,是一些南美蟾蜍,它们的t大约是成年动物的十分之一。

维恩斯说:“总的来说,across相对于成年动物的大小在青蛙之间变化很大,但是为什么我们不知道呢?”

作者还比较了and和成人之间体型的进化速率。发现这些明显分离。例如,在玻璃蛙中,stage阶段的大小范围很广,表明它的进化非常迅速,而成年个体的大小差异要小得多。其他种类的动物,例如真蟾蜍,在两个阶段的进化速度都很快,而其他种类的动物,例如非洲牛蛙则表现出相反的模式,成年动物进化迅速,而changing变化缓慢。

一旦局限于水的t变身成青蛙,它们会花费大部分时间在陆地上跳来跳去,它们的身体就会经历一次彻底的改头换面:组成强大尾巴的组织被用来推动它们在水下,然后被循环利用到其他组织中。 ; 附属物从腿开始发芽,然后是胳膊,它们失去了喂食设备。

这种饲喂系统通常由一个大喙组成,该喙由五排或更多排细齿接界,而这些细齿又被一圈短而肉质的触手包围。在内部,过滤器系统使用粘液流从水中提取食物。一些t似乎用牙齿和喙将海藻从岩石上刮下来。其他人则从淡水栖息地的底部吸收腐烂的有机物。但是有些t是肉食性的,甚至可能是食人的。

维恩斯说:“他们的喂食机制太奇怪了,人们仍然不知道它的工作原理,甚至不知道大多数most吃什么。” “在成年青蛙中,口器完全不同,因此它们必须将整个系统放倒并在变态期间重建。”

尽管Wi相对于成年动物的巨大变异性使青蛙对维恩斯和他的研究团队特别有趣,但他说,选择青蛙进行此项研究的另一个原因是它们作为濒临灭绝的动物,对自然环境非常有利。

维恩斯说,在已描述的7200多种青蛙物种中,大多数生活在热带地区,许多物种正在以惊人的速度消失。令人担忧的是,它们在全球生态系统中发挥着至关重要的作用-例如,充当自然虫害防治。

他说:“他们中的许多人吃破坏农作物的昆虫,因此它们确实很有用。”

该论文的第一作者,通恩实验室的一年级博士生董同说,尽管当前的研究仅限于两栖动物,但它确实为其他动物群体提出了问题。董同在大学期间仍从事大部分工作。

他说:“我们的研究是第一个大规模研究幼虫和成年生命阶段进化率的研究。”

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