トカゲの長期観察は、自然選択に関する従来の常識に疑問を投げかけ、種が一貫した外観を維持しながら進化できることを示しています。多くの種は長期間にわたってほとんど変化しません。生物学者は、なぜこれが起こるのかについて、よく同じ説明をします。自然選択により、より穏やかな特性を持つ個体が有利になるということです。手足が長いなど、より極端な特徴を持つ個体は通常不利な立場にありますが、より中程度または平均的な個体は共通の特徴を引き継いで生き残って繁殖する可能性が高くなります。

新しい研究は、トカゲが自然の生息地でどのように生き残るかを研究することにより、進化の失速について新たな洞察を提供します。この研究は、従来の通念に反して、自然選択によって種の平均的な形質が維持されることはまれであることを発見しました。その代わりに、生存に有利な形質は年ごとに変化するものの、全体としては種の外観は時間が経ってもほとんど変わらないことが明らかになった。

しかし、セントルイスのワシントン大学とジョージア工科大学による新しい研究は、共存種間の進化についてより包括的な説明を提供している。科学者たちは、野生下でのトカゲの長期生存を直接測定することで、共存する種がそれぞれ独自の「適応ピーク」を占めていることを発見しました。これは、群集全体の「適応表面」、つまり景観の一部として最もよく理解されています。

ジョージア工科大学のジェームス・ストラウド氏が主導したこの研究は、今週米国科学アカデミー紀要に掲載された。

トカゲの足の高解像度の写真を撮り、粘着性のサブデジタルパッドのサイズを測定します。画像ソース: Day'sEdgeProd

「種がその環境に適応し、環境が変化しない場合、その種が適応することは期待できないでしょう」と、ウィリアム・H・アーツ・アンド・サイエンス大学の生物学教授であるジョナサン・ロソス氏は語った。「しかしながら、科学者たちが自然選択を研究しに行ったとき、この安定化選択の証拠はほとんど見つからなかった。そこで私たちは、私たちがよく知っている生物であるアノリス・トカゲで自然選択の研究に着手した。何が起こっているのかを理解するために数年にわたって選択を測定しているアノリス・トカゲだ」オン。」

当時ワシントン大学ロソスの研究室の博士研究員だったストラウドは、マイアミ近郊のフェアチャイルド熱帯植物園の湖にある島に4種類の異なる穴掘りトカゲが一緒に住んでいることを発見した。

彼は島で数千匹のトカゲを捕獲し、それぞれにタグを付け、体の比率を測定しました。その後、ストラウド氏は 2 年半にわたり、6 か月ごとに島のすべてのトカゲを捕獲しました。これは、2 世代または 3 世代のトカゲを生み出すのに十分な時間です。

ジェームス・ストラウドは釣り竿に取り付けた小さな投げ縄を使ってトカゲを捕まえます。画像ソース: Day'sEdgeProds

新しいトカゲはどうやら島の子供たちです。ストラウド氏は、トカゲが国勢調査のリストから消えた場合、周囲の湖は捕食性の魚で満たされているため、それが死んでいることを確信できます。研究者は、どのトカゲが次の年に生き残るかを判断することで、生存率が脚の長さなど、測定している身体的特徴と関連しているかどうかを評価できます。

「この研究の特別な点は、共存する4種の自然選択を同時に測定したことだ。これは、これまでほとんどの人が行うことができなかったものだ」とロソス教授は語った。 「偶然にも、私たちの論文が発表されたのと同時期に、別の研究グループがダーウィンの有名なガラパゴスフィンチに関する同様の研究を発表しました。」

ロソスとストラウドは、フロリダのトカゲにおいて、安定した形態の自然選択、つまり種全体で同じ平均的な特徴を維持することは極めてまれであることを発見した。実際、自然選択は時間の経過とともに劇的に変化します。脚の長いトカゲのほうがよりよく生き残る年もあれば、脚が短いトカゲのほうがよりよく生き残る年もあります。また、認識できるパターンがまったくない場合もあります。

ストラウド教授は、「最も興味深い結果は、自然選択が期間によって大きく異なるということだ。私たちは、選択の方向が年ごとに完全に逆転するのをよく見る。しかし、長期的なパターンに組み合わされると、これらすべての変化は効果的に相殺される。つまり、種は期間を通じて非常に類似したままである。」と述べた。

科学者たちは、進化がコミュニティレベルでどのように機能するかをまだ完全には理解していません。このような長期にわたる研究は、多くの労力と時間を必要とするため、まれです。

「進化は起こる可能性があり、実際に起こります。それは進行中のプロセスですが、それは必ずしも物事が長期的に常に変化していることを意味するわけではありません」とストラウド氏は述べた。 「今では、動物は見た目が変わらないように見えても、進化は続いていることが分かりました。」