夏威夷蜘蛛教会我们如何实现爆炸性的多样化

适应性辐射是单个祖先根据不同的环境条件迅速分化成多种物种的进化过程。由于缺乏关于分化的关键早期阶段的信息，这是一个理解不充分的过程。在这里，Darko Cotoras描述了他和他的同事在BMC进化生物学上发表的研究，提供了适应性辐射过程中缺失的一环。

偏远的群岛一直是科学家们的灵感来源。它们提供了一个整合生态和进化过程的机会，促进了我们对生物多样性形成过程的理解。

当组成岛屿按时间顺序排列时尤其如此，正如在“热点”岛屿中发现的那样，这些岛屿形成地质年龄梯度，代表了生物多样性在整个进化时间内的快照。这些岛屿提供了简单而离散的系统，具有已知的年龄和不同的区域，使它们成为了解在极端孤立状态下生命进化的优秀“自然实验室”。

特别是夏威夷群岛，是大规模多样化的一些最壮观事件的家园。这里有一千多个种类的Drosphila水果档案，数十种蜜旋木属植物和各种各样的半边莲类植物，仅举几例。所有这些都是适应性辐射的例子。

适应性辐射是一个进化过程，通过这个过程，一个单一的祖先可以迅速产生许多沿着不同生态轴多样化的物种。但是，这是怎么发生的呢?尽管许多研究都考察了物种多样化的速度和生态变化的模式，但缺少的元素始终是最初的步骤:一个物种如何在生态上发生分化，从而使它与它的亲本物种在完全相同的地点共存？

在最近发表在《BMC进化生物学》上的一篇论文中，我们分析了与此密切相关的物种的种群遗传学，这些物种来自于夏威夷长颚蜘蛛属的适应性辐射。

这个属的不同物种的特征是它们的颜色——无论是绿色、栗色、小棕色还是大棕色——以及它们白天赖以生存的基质(绿叶与栗色苔藓、棕色小枝或树枝)。

考虑到蜘蛛只在夜间活动，而且它们的视觉能力非常有限，白天的捕食很可能是选择压力导致了近距离的颜色匹配。最可能的捕食者是蜜旋木雀，蜘蛛是它们的重要食物。

在辐射范围内，物种往往从较老的岛屿迁移到较新的岛屿，生态型的出现部分是通过就地多样化产生了不同生态型的密切相关物种;在岛与岛之间的定居过程中，物种预先适应了从较老的岛屿到达的每一个生态位，随后在不改变生态形态的情况下以异位方式进行区分。

我们提出的具体问题是，考虑到种群很可能在异源分布中开始分化，而生态环境没有任何变化，在什么阶段它们会重新聚集在一起，并在同源分布中相互作用?

通过集中研究发生在夏威夷群岛最年轻岛屿上的同一生态环境物种的近亲，我们能够阐明适应性辐射过程的最初阶段。

主要结果是，首先，同一物种的种群高度结构化，这表明种群之间的第一个分离轴可能是异域的。其次，我们发现，在类群的焦点集中内，遗传上不同的血统在没有杂交证据的情况下同时发生。

这种情况表明，这些遗传分化的血统在它们第二次接触时已经发展出生殖隔离，而这发生在生态分化之前。

这与我们在更古老的岛屿上发现的情况形成了对比，在那里，姊妹物种在生态上是不同的(独立的生态型)。因此，本研究突出了自适应辐射过程中的一个关键时期，即在同一生态环境中，不同的和基因分离的类群有机会相互作用。