【資料圖】

兩棲動物腦如何調(diào)節(jié)捕食壓力驅(qū)動隱蔽色的演化？8月17日，國際期刊《科學進展》（Science Advances）在線發(fā)表西華師范大學廖文波教授研究團隊最新研究成果，驗證了兩棲動物通過進化明顯的隱蔽色來降低捕食壓力而導致腦容量減小的假設(shè)。

腦作為有機體認知、學習、記憶和信息處理的神經(jīng)系統(tǒng)，其對環(huán)境變化的適應(yīng)性能夠提高物種的適合度，從而保證物種的繁衍。兩棲動物腦容量在物種之間存在顯著的變化，這些變化既與環(huán)境因素有關(guān)，又與遺傳因素有關(guān)。盡管部分研究通過探討動物腦容量與性選擇強度、棲息地利用和食性的進化關(guān)系來驗證腦“認知假說”和“高耗能組織代價假說”，但是關(guān)于捕食壓力、反捕食策略與動物腦容量的進化關(guān)系缺乏宏觀層面的解析。對大多數(shù)動物來說，躲避捕食者至關(guān)重要，為避免被捕食，幾乎所有的動物類群都進化了相應(yīng)的反捕食策略，如隱蔽色。然而，尚不清楚腦在這種捕食者驅(qū)動下反捕食策略進化的作用。

為解決這一問題，西華師范大學廖文波教授研究團隊與荷蘭瓦格寧根大學Alexander Kotrschal博士、瑞士蘇黎世大學Stefan Lüpold教授等人合作，以中國102種兩棲動物為研究對象，通過近6年野外觀察，并整合形態(tài)學、行為學、解剖學、系統(tǒng)發(fā)育學等多維度研究手段，檢驗團隊所提出的新假設(shè)，即兩棲動物通過進化明顯的隱蔽色來降低捕食壓力而導致腦容量的減小。研究成果以“認知與偽裝：兩棲動物腦如何調(diào)節(jié)捕食壓力驅(qū)動隱蔽色的演化（Cognition contra camouflage: how the brain mediates predator-driven crypsis evolution）”為題，于2022年8月17日在《科學進展》（Science Advances）在線發(fā)表。

圖1：蛙類腦容量、捕食壓力、逃跑能力及隱蔽色的進化關(guān)系

研究成果系統(tǒng)解析了兩棲動物腦容量、捕食壓力與隱蔽色之間的進化關(guān)系。研究顯示，在捕食壓力較低的情況下，蛙類不必進化出顯著的隱蔽色，因為他們可以通過增加的腦容量來提高認知并躲避捕食者；而在較高的捕食壓力下，這一策略可能變得更低效或更耗費能量，從而選擇減少腦容量，并進化出更加明顯的隱蔽色。研究結(jié)果為人類理解兩棲動物增加腦容量的成本與利益、隱蔽色的進化以及捕食壓力的變化如何塑造與之對應(yīng)的反捕食者策略提供新的視角。

該研究是廖文波團隊在兩棲動物腦容量適應(yīng)性進化等方向長期工作的基礎(chǔ)上取得的又一重要成果。系列工作將為動物對環(huán)境的適應(yīng)以及多樣性保護研究提供新的系統(tǒng)研究框架。

西華師范大學西南野生動植物資源教育部重點實驗室廖文波教授為第一作者兼獨立通訊作者，蔣瑩博士、黎大勇教授、金龍博士、鐘茂君博士、齊銀博士參與該研究。研究獲得國家自然科學基金項目（批準號：31772451、31970393）和四川省自然科學基金重點項目（22NSFCSC0011）等資助。（西華師范大學 生命科學學院）