News & media services

Stor fläck inte längre bäst – klimatförändringarna kastar om det naturliga urvalet

2017-01-23

Hane av arten halsbandsflugsnappare med den vita pannfläcken tydligt synlig.

I en ny studie har uppsalaforskare funnit bevis för att klimatförändringarna vänder upp och ner på det naturliga urvalet när det gäller halsbandsflugsnapparens huvudprydnad. En stor vit pannfläck har tidigare gett hanarna reproduktiva fördelar men under studiens dryga tre decennier har detta svängt och istället verkar hanar med små fläckar klara sig bättre, en förändring som beror på den ökande temperaturer under våren på häckningsplatsen.

Ornament, fysiska attribut som signalerar till det andra könet om individens hälsa och kondition, är genetiskt ärftliga och påverkas starkt av konditionsrelaterade miljökomponenter och kan därför förväntas påverkas i takt med miljöförändringar. Resultaten som nu publiceras i Nature Ecology & Evolution bygger på en långtidsstudie av en population halsbandsflugsnappare (Ficedula albicollis) på Gotland mellan 1980 och 2014, med data som samlades in från 15 generationer och 10 842 individer.

Den vita pannfläcken är ett välstuderat ornament: hanar som uttrycker en stor pannfläck har en konkurrensfördel gentemot konkurrerande hanar. Under studien förändrades selektionen på pannfläckens storlek från positiv till negativ, en förändring som kan tillskrivas den ökande temperaturer under våren på häckningsplatsen: mycket ornamenterade hanar gynnades av selektionen efter kalla häckningssäsonger men missgynnades efter varma häckningssäsonger.

- Vi beräknade därför naturlig selektion på pannfläckens storlek och använde individuella kvantitativa genetiska modeller för att beräkna den evolutionära förändringar av pannfläcken. Datainsamling på individnivå är nyckeln till att kunna dela upp den observerade fenotypiska nedgången i ornamentets storlek i dess genetiska och miljömässiga komponenter. Dessa resultat är således i linje med adaptiv anpassning av ett ornament som svar på klimatförändringarna, säger Lars Gustafsson, professor vid institutionen för ekologi och evolution vid Uppsala universitet.

Avvägningar mellan investeringar i ornament och investeringar i överlevnad är väl dokumenterade och används ofta för att förklara varför evolutionära förändringar som dessa inte sker snabbare. I studien beskriver forskarna en dramatisk omsvängning i det naturliga urvalet på en sexuellt selekterad egenskap, vilket tyder på att balansen i denna avvägning mellan ornament och överlevnad i grunden förändrats under studieperioden. Inverkan av vårens temperatur på den naturliga selektionen måste förmedlas via några ekologiska mekanismer.

- Vi ser denna studie som en öppning snarare än en slutsats. Vi har ännu inte visat på en kausal mekanism som knyter det förändrade lokala klimatet till det omvända naturliga urvalet, vilket är frustrerande, och mer arbete behövs för att förstå hur den långsiktiga genetiska förändringen i ornamentet realiseras, säger Lars Gustafsson.

Om man tar ett steg tillbaka visar den nya studien värdet av långsiktiga fältstudier för evolutionsbiologin. Sådana studier erbjuder unika insikter i evolutionens mekanismer. Medan exempel på ytterst snabba förändringar är kända (till exempel näbbstorlek hos darwinfinkar) verkar dessa vara atypiska och de flesta demonstrationer av ’evolution in action’ måste förlita sig på uppgifter som samlats in under flera decennier på tusentals individer.

- I själva verket hade Lars inte kunnat förutse i början av 1980-talet att hans studie en dag skulle demonstrera effekterna av klimatförändringarna på evolutionär dynamik, värdefulla biologiska insikter gynnas ofta av mödosamma ansträngningar av tidigare långsiktig forskning, säger medförfattare Dr Simon Evans vid Uppsala universitet och University of Zurich.

Simon R. Evans and Lars Gustafsson (2016) 'Climate change upends selection on ornamentation in a wild bird' Nature Ecology & Evolution, DOI: 10.1038/s41559-016-0039