表型可塑性而非遗传变异驱动欧洲青蟹(Carcinus maenas)入侵种群的热应激个体响应

【字体: 时间:2025年07月19日 来源:Integrative and Comparative Biology 2.2

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  研究人员针对遗传多样性显著降低后表型可塑性与适应性进化的交互机制,以入侵物种欧洲青蟹(Carcinus maenas)为模型,通过三组实验揭示:30°C热休克会引发应激反应,而24小时重复热休克可诱导有益塑性;5°C冷驯化中部分个体呈现"先抑制后激活"的右翻反应模式,1.5°C下则可能进入休眠状态。研究发现超基因基因型与个体塑性无显著关联,凸显了环境温度在表型塑造中的核心作用。

  

温度作为外温动物个体表现的关键驱动因子,其影响取决于胁迫强度与持续时间。欧洲青蟹(Carcinus maenas)这一入侵物种展现出惊人的热耐受性与表型可塑性,即便经历多次遗传瓶颈事件。有趣的是,虽然种群水平研究发现特定超基因区域变异与冷耐受性、海表温度存在关联,但个体生理学实验却呈现不同图景。

研究团队设计了三组精妙的右翻行为实验:首次暴露于30°C热休克会引发明显应激;而第二组24小时重复热休克实验意外发现,经历首次热休克的个体在后续事件中表现出适应性塑性提升。最引人入胜的是第三组冷驯化实验——在5°C环境下,部分青蟹展现出"慢动作-加速"的右翻模式:初始反应显著延缓,但随着冷暴露时间延长(长达94小时)逐渐恢复;当温度降至1.5°C时,多数个体完全丧失右翻能力,暗示可能启动节能休眠机制。

令人惊讶的是,这些个体水平的可塑性表现与超基因基因型无统计学关联。该发现凸显了生命史过程中环境温度对表型塑造的深远影响,也解释了为何遗传多样性严重受损的入侵种群仍能保持卓越环境适应力。研究为理解基因-环境互作提供了新视角,证明表型可塑性足以支撑物种在新生境中的成功定殖。

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