全球快报:我国学者与海外合作者在两栖动物脑容量的适应性演化取得重要进展

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两栖动物脑如何调节捕食压力驱动隐蔽色的演化？8月17日，国际期刊《科学进展》（Science Advances）在线发表西华师范大学廖文波教授研究团队最新研究成果，验证了两栖动物通过进化明显的隐蔽色来降低捕食压力而导致脑容量减小的假设。

脑作为有机体认知、学习、记忆和信息处理的神经系统，其对环境变化的适应性能够提高物种的适合度，从而保证物种的繁衍。两栖动物脑容量在物种之间存在显著的变化，这些变化既与环境因素有关，又与遗传因素有关。尽管部分研究通过探讨动物脑容量与性选择强度、栖息地利用和食性的进化关系来验证脑“认知假说”和“高耗能组织代价假说”，但是关于捕食压力、反捕食策略与动物脑容量的进化关系缺乏宏观层面的解析。对大多数动物来说，躲避捕食者至关重要，为避免被捕食，几乎所有的动物类群都进化了相应的反捕食策略，如隐蔽色。然而，尚不清楚脑在这种捕食者驱动下反捕食策略进化的作用。

为解决这一问题，西华师范大学廖文波教授研究团队与荷兰瓦格宁根大学Alexander Kotrschal博士、瑞士苏黎世大学Stefan Lüpold教授等人合作，以中国102种两栖动物为研究对象，通过近6年野外观察，并整合形态学、行为学、解剖学、系统发育学等多维度研究手段，检验团队所提出的新假设，即两栖动物通过进化明显的隐蔽色来降低捕食压力而导致脑容量的减小。研究成果以“认知与伪装：两栖动物脑如何调节捕食压力驱动隐蔽色的演化（Cognition contra camouflage: how the brain mediates predator-driven crypsis evolution）”为题，于2022年8月17日在《科学进展》（Science Advances）在线发表。

图1：蛙类脑容量、捕食压力、逃跑能力及隐蔽色的进化关系

研究成果系统解析了两栖动物脑容量、捕食压力与隐蔽色之间的进化关系。研究显示，在捕食压力较低的情况下，蛙类不必进化出显著的隐蔽色，因为他们可以通过增加的脑容量来提高认知并躲避捕食者；而在较高的捕食压力下，这一策略可能变得更低效或更耗费能量，从而选择减少脑容量，并进化出更加明显的隐蔽色。研究结果为人类理解两栖动物增加脑容量的成本与利益、隐蔽色的进化以及捕食压力的变化如何塑造与之对应的反捕食者策略提供新的视角。

该研究是廖文波团队在两栖动物脑容量适应性进化等方向长期工作的基础上取得的又一重要成果。系列工作将为动物对环境的适应以及多样性保护研究提供新的系统研究框架。

西华师范大学西南野生动植物资源教育部重点实验室廖文波教授为第一作者兼独立通讯作者，蒋莹博士、黎大勇教授、金龙博士、钟茂君博士、齐银博士参与该研究。研究获得国家自然科学基金项目（批准号：31772451、31970393）和四川省自然科学基金重点项目（22NSFCSC0011）等资助。（西华师范大学 生命科学学院）