棕色变色龙是地球上最成功的物种之一。这些适应力强的生物已经遍布西半球的大部分地区，甚至通过搭乘观赏植物的运输货物，远至夏威夷和新加坡。在美国东南部，它们实际上正在取代本地的绿色变色龙，将它们逼到树的更高处。这些冷血生物几乎在哪里都感到自在，从阴凉的森林到阳光充足的海滩。
“在巴哈马，这里的数量之多会让你难以置信，”正在研究它们的巴拿马史密森尼拉丁美洲热带研究所的博士后研究员迈克尔·洛根（Michael Logan）说道。“随便挑路边的一丛灌木，仔细看看，我敢打赌你肯定能看到一只棕色变色龙——或者三只。”
你会认为，有如此多的棕色变色龙遍布全球，它们的基因变异应该很多。有些蜥蜴应该更大或更小，更快或更慢，颜色更浅或更深——这意味着，偶然之下，一些变色龙能够适应新的挑战，比如气候变化，并将这些特征遗传给下一代耐气候变化的蜥蜴。但新的研究表明情况并非如此。
这项最近发表在《英国皇家学会学报B》上的研究结果，可能对所有冷血物种的未来产生重大影响——包括变色龙以及其他爬行动物、两栖动物和鱼类——它们的体温随外部环境而变化。研究这些被称为“变温动物”的物种，可以帮助科学家更好地理解全球变暖的危险，因为它们的生活与温度波动息息相关。
“令人惊讶的是，在气候变化中重要的性状（例如蜥蜴奔跑速度最快的体温）上，变异性如此之低，”洛根说，而这项性状对于躲避捕食者至关重要。“那么，如果它们缺乏遗传适应的必要条件，它们是如何入侵并适应全球如此不同的地区的呢？”
这个问题仍有待解答，尽管一种可能的解释是，经过几代变色龙都面临着严峻的环境，并且随着物种为了适应这些挑战而进化，它们最终陷入了一种“遗传瓶颈”。结果是棕色变色龙之间的变异性很小。洛根解释了随着时间的推移，进化在某些性状上会产生非常有限的变异性。
洛根说：“‘四足动物（两栖动物、爬行动物、鸟类和哺乳动物）的肢体数量’这样的性状，几乎完全由基因决定。”“但是，由于个体之间这些基因没有变异——几乎所有的四足动物都天生有四条肢体。”他补充说，“选择无法作用于一个没有变异的性状。”
在他们的研究中，科学家们捕捉了来自两种截然不同栖息地的成年蜥蜴，一种是凉爽的森林，另一种是炎热、阳光充足的半岛。然后，他们在实验室里繁殖了这些变色龙，并将它们的后代在相同的实验室环境中饲养。
洛根解释道：“我们这样做是因为任何群体之间的差异都完全归因于遗传。”“换句话说，我们控制了‘后天’因素，以便能够看到‘先天’因素是否发挥了作用。”他说，尽管是在相同的条件下长大的，但寒冷天气蜥蜴和温暖天气蜥蜴之间存在显著差异。
他们使用高速摄像机，在将蜥蜴暴露在不同温度下后，拍摄它们在木棍上奔跑的视频。他们使用冰袋和加热灯制造了从约 70 华氏度到约 120 华氏度的温度，并记录了它们的反应。不出所料，温暖天气蜥蜴在较高温度下的表现更好，但两个群体都没有显示出大量的基因变异。
洛根说：“我们的结果表明，自然选择可能已经用尽了所有可用的基因变异，以使这些种群最初适应了它们的热环境，使它们在日益变化的气候中无法进一步进化。”
他补充说，研究表明，热适应性状具有遗传基础，“因为在控制了环境因素的影响后，它们在不同种群之间存在差异。”“但我们也表明，在每个种群内部，这些性状都缺乏基因变异，这意味着它们无法再根据选择进行进化。”
尽管棕色变色龙因其庞大的种群数量和殖民新环境的能力，不太可能特别容易受到气候变化的影响——尽管它比预期的要脆弱一些——但他表示。但这项研究对其他物种在变暖的星球上的命运提出了令人担忧的问题。
洛根说，其他物种的分布范围通常比棕色变色龙更有限，而且它们往往只生活在一种热环境中。“如果棕色变色龙作为一个全球入侵者，缺乏快速进化的必要基因变异，那么这对我们所知的其他生物多样性意味着什么？”他说。“那些不那么多产、更具特异性的物种，应该拥有更少的基因变异供选择作用。”
进化生物学家、蒙大拿大学和伊利诺伊大学香槟分校的博士后研究员沙恩·坎贝尔-斯塔顿（Shane Campbell-Staton）（他没有参与这项研究）表示，这项研究为了解冷血动物如何应对不断变化的气温提供了关键的联系。
坎贝尔-斯塔顿说：“有几项研究表明，极端天气事件和环境的快速变化会导致选择事件——对干旱、热浪或寒潮具有更强适应性的生物更有可能生存并将基因传递给下一代。”“然而，正如（这项研究）指出的那样，进化——跨越几代发生——只有在允许生存的性状能够传递给后代时才能发生。”他补充说，就棕色变色龙而言，“在高温度环境下受选择作用的性状似乎不能有效地从一代传递到下一代，这意味着这些性状的适应性进化可能比全球变暖预期的变化发生得慢得多。”
坎贝尔-斯塔顿说，这种不匹配“可能是一种灾难性的组合”。“这意味着，随着地球温度的持续升高，对热性能的选择可能会增加——意味着在某一世代中可能会有更多个体死亡——但是幸存者的后代可能只比现在稍微更能适应持续升高的温度，或者根本没有进步。如果气温继续上升，这种不匹配的最终结果将不可避免地是灭绝。”
坎贝尔-斯塔顿补充说，虽然这项研究不能直接适用于人类等温血动物，“但很明显，世界上的许多物种，包括我们赖以生存的食物和氧气的植物、为这些植物授粉的昆虫，以及对生态系统健康至关重要的许多其他变温动物，都可能受到严重影响。”
洛根说，对于那些家域狭窄、无法迁徙的物种来说，进化应该是它们逃离全球变暖影响的“主要途径”。但这项研究“暗示，许多我们喜爱和关心的物种可能无法对气候变化做出快速的进化反应。”
玛琳·西蒙斯为Nexus Media撰稿，该媒体是一家涵盖气候、能源、政策、艺术和文化的联合新闻社。
