这里是科学美国人——60秒科学
2014年1月,一场惊人的巨大寒潮席卷了美国东南部地区,这场“末日暴雪”极其严重,以致于亚特兰大数千名司机将汽车扔在了结冰的高速公路和州际公路上,弃车而去 。
“我来自美国南部,在南卡罗来纳州长大,我可以告诉你们,在南方我们一点儿都不冷 。”
尚恩·坎贝尔·史塔顿在哈佛大学见证了这一切,当时他正在哈佛攻读博士学位 。尚恩刚刚结束了在得克萨斯州进行的野外考察,他研究的是绿色变色龙蜥蜴 。他在浏览那场风暴的照片时,偶然发现了意想不到的状况:一张包含他研究课题的照片 。
“那张照片中有一只绿色变色龙腹部朝上、死在了雪地里 。那一刻我灵光一现 。我想或许我应该回去看看我一直在研究的这些生物,看看它们对这次南方极端天气事件有何反应 。”
然后他就那样做了 。因为这等于机缘凑巧:实际上他一直在研究不同种群蜥蜴的耐寒性 。而这场寒潮相当于进行了一次完美的实验——观察正在发生的自然选择的机会 。
“因此,4月份冬季风暴平息以后,我马上就回去了 。我注意到,在南部最南端,经历风暴后幸存下来的蜥蜴种群能在温度极低的环境下维持正常功能,比风暴前更耐寒 。而这种在更低温度下维持功能的能力是极北部生物的特征 。”
他还进行了基因分析:他发现,幸存下来的南方蜥蜴所表现出来的基因,与它们的北方耐寒亲戚所表现出来的基因相一致 。而且,幸存下来的南方蜥蜴还携带着变异DNA,这种DNA与北方蜥蜴的基因更为匹配 。因此,耐寒性、基因表达、甚至是南方蜥蜴携带的基因变体,这三点说明这场冬季风暴确实使南方蜥蜴产生了自然选择 。这项分析报告发表在《科学》期刊上 。
目前在伊利诺伊大学和蒙大拿大学就职的坎贝尔·史塔顿很快就指出,这还不是完全进化 。这只是一代蜥蜴身上发生的变化,他还没有看到这些特征遗传给下一代蜥蜴 。而这将是他下一个研究项目 。
那某些蜥蜴拥有能召唤这种能力来抵御寒冷,这是不是一件好事?“可能是,也可能不是 。”是好事的原因是,如果再发生一次寒潮侵袭,幸存下来的南方蜥蜴会进行更充分的准备,增强耐寒能力 。
但是:“我们知道这种选择要付出代价,代价就是死亡 。因此,在这次事件中死亡的蜥蜴,可能携带能使它们抵抗热浪、干旱或其它极端事件的基因变体 。但是现在这些血脉基本断绝了 。”
21世纪的长期天气预报不仅包括这些极端事件,还包括更为严重的事件 。因此,那些失去了基因中“万能”适应工具的物种,可能会再次被冷落 。
谢谢大家收听科学美国人——60秒科学 。我是克里斯托弗·因塔利亚塔 。
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