2010年11月20日 星期六

表型可塑性和族群分佈範圍的關係

Fig.2 Modified individuals obtained from the Fukaura area(http://www.biomedcentral.com/1471-2148/10/252/figure/F2)

文獻來源: Otaki JM, Hiyama A, Iwata M, Kudo T. 2010. Phenotypic plasticity in the range-margin population of the lycaenid butterfly Zizeeria maha. BMC Evolutionary Biology 10: 252. doi: 10.1186/1471-2148-10-252.

近期研究顯示在歐洲, 日本與美洲都有許多蝶類具有棲地範圍北移或擴大分布範圍的趨勢,而氣候暖化被認為是造成這個現象的因素之一,這些物種在適應新環境時表型甚至與其在原分布範圍有些差異。這篇文章的作者們以以灰蝶科的酢醬灰蝶(Zizeeria maha)之翅紋為例,探索在調控溫度的狀態下是否能夠證實物種表型的可塑性與溫度間的關聯。

Zizeeria maha主要分布在亞洲,成蟲展翅約25 mm,在腹面的前後翅上具有黑色斑點但不易區分性別,若以背面翅色可區分性別。幼蟲取食Oxalis corniculata葉片,不耐低溫,在低於12℃時不易進行蛻皮及化蛹,即使東部溫暖區域在11月底也不易觀察到野外族群,幼蟲會躲藏在下位葉、落葉堆或小石頭堆中化蛹,蛹期春季約14-20天,夏季約7天,成蟲期一年6~7代以夏季族群量最大。

物種分佈實驗的部份,作者在日本本洲北端青森縣(Aomori Prefecture)之深浦町(Fukaura: latitude 40°38.7’N and longitude 139°55.9’E)內選取9個樣區,在2000年至2004年間的夏季進行抽樣調查,再配合溫度變化去做翅紋分析,另外也將部份雌性個體帶回實驗室飼育,進行表型變化的研究。物種處理的部份是先將選育的表型基因轉入幼蟲體內並飼養10代後再將正常個體釋放,釋放族群和野生族群間可能產生基因上的交流,結果具選育基因的個體和一般個體相較之下具有較佳的耐寒性,因而產生族群的大量擴張,也使表型爆發的產生。

由此研究得知,表型和環境溫度及壓力有關,族群分佈範圍和遺傳組成有關,其次是族群擴大分佈的利益,這些不只顯示出表型的可塑性,也是未來演化研究的新方向。

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