复旦大学刘佳佳团队揭示动物种内性状变异的百年变化规律

　　近日，复旦大学生命科学学院 刘佳佳 研究员课题组在研究物种性状变异的大尺度动态格局中取得了重要进展，研究结果以＂ Increases in intraspecific body size variation are common amongst North American mammals and birds between 1880 and 2020 ＂为题发表于  Nature Ecology & Evolution  杂志上。
　　由于全球气候变化与人类活动，野生动物的形态特征发生了快速的变化以适应环境变化。其中，动物的体型下降受到了广泛关注。然而，现有研究大多关注种内个体性状的平均值在长时间尺度的变化，却极少有关于种内性状变异动态格局的研究。
　　作为指代物种生态位宽度的指标，种内性状变异与物种在变化环境中的适应能力密切有关。因此，探究大尺度种内性状变异的动态变化格局，有助于深入理解全球变化下物种适应环境的规律及其内在机制。
　　为了回答这一问题，刘佳佳课题组基于全球标本数据库VertNet，提取了其中近40万个动物标本的数据，包括标本采集年份与体长信息等信息。这些数据涵盖了采集于北美的302种兽类与78种鸟类，采集年份跨度为1880至2020年。
　　研究结果发现，1880至2020年间兽类与鸟类的平均体型存在显著下降的趋势，然而种内体型变异随时间呈上升趋势(图1 )。
　　其中，兽类种内体型变异增加了10%，鸟类种内体型变异增加了31%。在研究所涉及的物种中，共63%种兽类（即190个物种）和76%种鸟类（即59个物种）呈现出种内体型变异显著增加的趋势。
　　▲图1 | 北美鸟兽体型均值与种内性状变异随时间的变化格局。
　　种内体型变异的增加主要是因为新的体型极值的出现，以及旧的体型特征的保留( 图2 )。 虽然物种体型均值随时间下降，但是许多物种仍有大体型的个体存活了下来。
　　▲图2 | 在平均体型下降的物种中，由于新的体型极值的出现与旧的体型特征的保留，种内体型变异增加。
　　不同物种的种内性状变异规律存在显著差异。通过进一步研究驱动种内性状变异变化格局的种间差异的影响因子，研究发现人类捕猎行为是导致物种种内体型变异增加的关键因子（图3 ），证明人类活动是影响动物性状变化的重要因素。
　　▲图3 | 驱动种内体型变异变化趋势的种间差异的关键因子。
　　研究发现动物体型种内性状变异随时间呈上升趋势，表明物种面对新环境时具有很大的适应潜力，大体型个体的保留对物种平均体型下降有缓冲作用，能让种群快速恢复到干扰前的水平。然而，由于大体型动物的种内性状变异降低的可能性更大，这种缓冲作用是有限的。
　　另外，即便具有新性状极值的个体也不一定能真正地适应新环境。因此，为了更深入地理解物种对环境变化的响应模式，需要将种内性状变异纳入物种性状变化相关的研究中。 该研究基于分析全球标本数据库和结合生物多样性大数据，通过对多物种、长时间尺度的标本数据进行分析，首次探明了动物体型种内性状变异的长时间尺度的变化格局。Nature Ecology & Evolution  还特邀作者对这一重要研究成果进行精要解读，相关文章以＂Research Briefing＂的形式也于同期一并发表。
　　→ https://doi.org/10.1038/s41559-022-01969-8
　　本研究第一作者为复旦大学生命科学学院博士后郑诗璐博士，通讯作者为刘佳佳研究员。胡俊韬研究员、马志军教授、澳大利亚国立大学David Lindenmayer教授为该成果的共同作者。该研究受到国家自然科学基金和博士后科学基金面上项目资助。