气候驱动下蝴蝶北扩受限:越冬适应与物候性状快速进化的矛盾

【字体: 时间:2025年06月24日 来源:Proceedings of the National Academy of Sciences 9.4

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  研究人员通过时空重复的野外实验,将墙褐蝶(Lasiommata megera)从分布区内部和边缘种群移植至1)分布区内、2)边缘及3)北部潜在扩张区,探究季节性时间性状(如滞育诱导阈值diapause induction thresholds)的本地适应如何影响气候驱动的范围扩张。结果发现,尽管北部种群幼虫生长速率更快(可能为对抗短生长季的反梯度适应countergradient adaptation),但越冬存活率普遍低下——尤其在扩张区极低,表明冬季适应性缺失是范围扩张的主要限制因素。该研究揭示了进化性状与范围限制因子的解耦,为预测物种分布变化提供了关键范式。

  

气候变化正推动物种向高纬度和高海拔迁移,但范围扩张的直接驱动因素各异,且进化是否促进这一过程尚不明确。一项巧妙的野外实验将墙褐蝶(Lasiommata megera)从分布核心区与边缘种群分别移植至三个关键位点:原生分布区、当前北缘及潜在扩张区。研究发现,尽管不同种群滞育触发阈值存在差异,所有个体均能适时进入滞育状态。有趣的是,北部血统的幼虫在所有位点均表现出更快生长速率,这可能是对短暂生长季的反梯度适应(countergradient adaptation)。然而,越冬前体重与存活率无显著关联——所有种群在扩张区的越冬存活率均暴跌,揭示寒冷冬季才是范围扩张的终极壁垒。

研究团队指出,虽然扩张边缘种群已进化出与物候相关的两个关键性状(滞育时序与生长速率),但这些适应性变化并未突破冬季生存的瓶颈。推测历史选择压力可能已耗尽边缘种群相关遗传变异。该成果强调:预测物种分布变化时,必须区分"扩张中进化的性状"与"真正限制范围的性状"。就像蝴蝶未能破解的越冬密码,有些进化竞赛的终点线,或许始终在移动。

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