哪些动物能在气候变化中幸存下来？

季节性变化驱动的三刺棘鱼的遗传变化可以帮助科学家预测某些物种将如何适应新环境。

气候变化正在加剧栖息地丧失和温度波动等问题，这些问题已经将许多动物物种推向了边缘。 但是科学家们能否预测哪些动物能够适应和生存？ 麦吉尔大学的研究人员使用基因组测序表明，一些鱼类，如三刺棘鱼，可以非常迅速地适应极端的季节性变化。 他们的发现可以帮助科学家预测这些种群的进化未来。

作为进化生态学家的热门研究

对象，棘鱼以其不同的形状、大小和行为而闻名——它们甚至可以生活在海水和淡水中，并且可以在很宽的温度范围内生活。 但是是什么让这个物种如此有弹性呢？

确定适应性的遗传基础，例如，适应淡水或应对气候变化，可能具有挑战性。 “达尔文自然选择进化论的现代版本假定，具有有利于生存和繁殖的基因的生物体往往会比同类生物留下更多的后代，从而导致基因在几代人中的频率增加。因此，种群变得适应或 随着时间的推移更适合他们的环境，”主要作者艾伦·加西亚-埃尔弗林说，他是麦吉尔大学加拿大生物多样性科学研究主席罗文·巴雷特指导下的博士候选人。

“然而，这个过程通常是在过去很长时间适应当前环境的人群中进行回顾性研究的。这可能使人们难以理解事件的顺序 - 例如，哪些特征最重要以及何时 - 导致了他们的适应，”他补充道。

实时自然选择

为了研究行动中的自然选择，研究人员使用基因组测序在环境季节性变化之前和之后追踪了六个三刺棘鱼种群。 在加利福尼亚沿海不同河口发现的棘鱼为实时研究自然选择提供了难得的机会。 由潮湿的冬季和干燥的夏季驱动的季节性变化导致栖息地结构和盐与淡水的平衡发生剧烈变化，只有那些能够忍受这些快速变化的鱼才能生存到下一个季节。

由于在干燥的夏季月份形成沙洲，河口定期与海洋隔离。 “这些变化可能类似于刺鱼种群在 10,000 年前冰川消退后从海洋中殖民许多新形成的淡水湖时所经历的栖息地变化，”巴雷特教授说：“我们希望深入了解过去很长时间可能由自然选择引起的遗传变化。”

值得注意的是，研究人员发现了由栖息地季节性变化驱动的遗传变化的证据，这反映了长期存在的淡水和咸水种群之间的差异。这些遗传变化在一个季节内发生在独立种群中，突显了自然选择的影响可以被检测到的速度。

他说：“这些发现很重要，因为它们表明我们可能能够利用过去进化的遗传差异来预测未来人口如何适应气候变化等环境压力因素，”

该研究强调了在动态环境中研究物种的重要性，例如酒吧建造的河口，以更好地了解自然选择的运作方式。 在进一步的研究中，他们计划通过测试它们是否年复一年地出现来调查观察到的遗传变化的可重复性。 这样做将证明他们有能力可靠地预测这些种群的进化未来。