作为进化生态学家的一个热门研究课题，棘鱼因其不同的形状、大小和行为而闻名——它们甚至可以生活在海水和淡水中，温度范围也很广。但是是什么让这个物种如此有弹性呢?

识别适应性的遗传基础，例如对淡水或对气候变化的反应，可能具有挑战性。“达尔文的自然选择进化论的现代版本认为，拥有有利于生存和繁殖基因的生物体往往会比同类留下更多的后代，导致这种基因在几代人中频率增加。因此，随着时间的推移，种群变得适应或更适合它们的环境，”McGill大学生物多样性科学加拿大研究主席Rowan Barrett指导下的博士生Alan Garcia-Elfring说。

“然而，这一过程通常是回顾性研究的，研究对象是那些很久以前就适应了当前环境的种群。”这使得人们很难理解导致它们适应的一系列事件——例如，哪些特征是最重要的，什么时候最重要，”他补充道。

实时的自然选择

为了研究自然选择的实际作用，研究人员使用基因组测序方法，追踪了环境季节性变化前后的6种三刺棘鱼种群。在加州沿岸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。冬季潮湿、夏季干燥导致的季节性变化导致了栖息地结构的剧烈变化以及淡水与盐的平衡，只有那些能够忍受这种快速变化的鱼类才能存活到下一个季节。

在干燥的夏季，由于沙洲的形成，河口周期性地与海洋隔绝。巴雷特教授说:“这些变化可能类似于一万年前冰川消退后，刺鱼种群在许多新形成的淡水湖上定居时所经历的栖息地变化。”“我们希望能深入了解可能在很久以前由自然选择导致的基因变化。”

值得注意的是，研究人员发现了栖息地季节性变化导致的基因变化的证据，这反映了长期存在的淡水和咸水种群之间的差异。Alan Garcia-Elfring说:“这些基因变化发生在独立的种群中，在单一的季节里，突出了自然选择的影响是多么迅速地可以被检测到。”

他说:“这些发现很重要，因为它们表明，我们可能可以利用过去进化的基因差异作为一种方式，来预测未来人类可能如何适应气候变化等环境压力源。”

这项研究强调了在动态环境中研究物种的重要性，比如建坝河口，以更好地了解自然选择是如何运作的。在进一步的研究中，他们计划通过检测这些基因变化是否每年都会出现，来调查观察到的基因变化的可重复性。这样做可以证明它们有能力可靠地预测这些种群的未来进化。

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About this study

"Using seasonal genomic changes to understand historical adaptation to new environments: Parallel selection on stickleback in highly-variable estuaries" by Alan Garcia?Elfring, Antoine Paccard, Timothy J. Thurman, Ben A. Wasserman, Eric P. Palkovacs, Andrew P. Hendry, and Rowan D. H. Barrett was published in Molecular Ecology.

DOI: http://doi.org/10.1111/mec.15879