新生幼蛇体型增长驱动了海岛型虎蛇成体体型的增长

澳洲虎蛇(Notechis scutatus

虎蛇分布在澳大利亚南部及周边岛屿上

澳大利亚周围散布的海岛上,已有一群群虎蛇在那里生活了数千年。它们和澳洲本土的大陆型虎蛇之间,有海洋造成的天然屏障,经过多年的隔离分化,海岛型虎蛇的身躯变得极为庞大,几乎是它们大陆近亲的一倍了。近日,《美国自然科学家》(The American Naturalist)杂志发表了一篇研究,认为新生幼蛇体型增长驱动了海岛型虎蛇成体体型的增长。

大陆型虎蛇体长可达89厘米,在沼泽地带捕食两栖动物。一万年前海平面开始上升,有些虎蛇栖息地四周被海水包围,成了一个个孤岛,有些小岛的气候变得干燥起来,罕有两栖动物生活。饥肠辘辘的虎蛇转而以石龙子、啮齿类动物、海鸟幼雏为食,最终很好地适应了下来。

随着食性的转变,不同岛屿成年虎蛇的体型也有了明显差异。

一些孤岛上生活的虎蛇,体型渐渐变小了;但另一些岛屿上,虎蛇却能长到1.5米长,体重是大陆生活时期的三倍。法国国家科学研究中心生态学实验站(La Station d'Ecologie Experimentale du CNRS)的研究者F.Aubret推测,各个岛屿上猎物的体型差异,成为自然选择的因素,使虎蛇体型发生了改变。

由于生理结构所限,蛇只能将猎物囫囵吞下,它们上下颌完全张开后的大小,限定了其食物的最大体积。这种限制很可能使新生幼蛇“吃不了兜着走”:猎物比自己的嘴还要大,得不到适合吞食的食物,一部分幼蛇会很快死亡,只有那些“天生大嘴”的幼蛇,才更有机会活下来。因此,当岛屿上猎物体型较大时,新生幼蛇的嘴也普遍偏大,整体体型也就相应增大了。

为了验证他的推测,Aubret考察了澳洲周边12个海岛,调查各个岛屿上虎蛇捕食哪些体型的动物,测量了597条成年海岛虎蛇的身体数据,将72条待产的雌性虎蛇带回实验室饲养,测量新生幼蛇的各项数据。他发现,各岛屿新生幼蛇的体型和猎物体型紧密相关。例如,某些岛屿没有小型两栖类动物生活,虎蛇只能捕捉体型较大的海鸟幼雏,因此,幼蛇和成蛇体型都偏大。

岛屿效应造就了诸多动物界的奇观。生物学家J. Bristol Foster 首次对这种现象进行了描述研究:生活在孤立岛屿上的大型动物,其体型会明显小于大陆生活的近亲;而小型动物的体型则会迅速增长。Foster认为这种变化是大型动物食物不足、小型动物缺乏天敌造成的。但随着深入探讨,科学家们发现引起岛屿效应的生态学因素十分复杂。Aubret的发现,便是岛屿效应的一种新的表现形式。

“成年个体的平均体型是常见的测量数据,”他说。“但是,各岛屿动物种群里,新生个体的体型,从来没有引起学界注意。”在虎蛇的案例中,自然选择没有直接影响成体大小,而是作用于捕食压力较大的幼体。不同岛屿成年虎蛇体型差异,并不是适应性特征,而是自然选择的副产物。

“岛屿上的成年动物可能硕大无朋,也可能小得出奇,超越我们的惯常认识。自然选择决定了幼体的体型,潜在影响了动物成年后的大小,这是我们对岛屿效应的一个新解释。”Aubret总结道。


(化石网/faywater 编译)





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