Ecology and Evolution | 中国蜥蜴类体型大小的空间格局 / 四六文摘

导读

体型大小分布的地理模式及其驱动力是宏观生态学中最引人入胜的特征之一。Bergmann法则预测，地理尺度下，寒冷地区动物体型更大，这有助于寒冷地区保暖。这种模式在温血动物中普遍存在，但是在冷血动物中往往存在多种复杂的模式。本文研究了中国蜥蜴类类体型大小的地理模式，发现中国蜥蜴类的体型大小的地理模式受到多种因素驱使。

▉ 原文信息

▉ 正文

近两个世纪以来，生态学家一直在研究动物体型进化的地理格局以及相关决定因素。在此期间，最常见的模式是体型大小随着纬度的增加而增加（称为Bergmann法则）。但是，这一法则在冷血动物中却很少解释得通。本研究，综合了中国蜥蜴211个物种的体型大小及其分布点的气候因子，在物种和集合层次研究蜥蜴体型的地理模式以及驱动因子。尽管，蜥蜴体型在低纬度（温暖）更大，但是我们集合水平上发现，中国蜥蜴类的体型大小与多种因素相关，并且整体的模式受到蜥蜴类群影响；但是在物种水平上，体型大小与环境因素很少相关，仅鬣蜥科的体型与温度之间存在正相关关系。未来，进一步研究海拔和生态因素的影响，可以更全面地了解中国蜥蜴类体大小的演变。

传统上，气候被认为是促进动物体型进化的主要驱动力，气候对动物体型的影响已经开展了大量的研究。一系列的假设被用来解释冷血动物体型大小的地理模式：

（1）热平衡假说预测a. 体型大小随着纬度的增加而增加，即Bergmann法则，因为较大的体型有助于减少热量损失。然而这种模式在冷血动物中很少的到验证，并且因类群而异，如小体型的冷血动物（如蜥蜴）可能遵循这样的规律。但是在大体型的冷血动物（如蛇类），可能遵循相反的模式，即b.体型随着纬度的增加而减少，这是因为在寒冷地区，体型越小，意味着可以更快地获取活动所需的热量。

（2）季节性假说，该假说也包含两种情况：a.动物的体型在季节性强的地区更大，因为大体型可以储存更多的能量，可以度过漫长的冬眠期；然而，b.体型大小在季节性强的地区也可能是较小的，因为在季节性强的地区，动物的生长活动季节较短，因此难以支持较大的体型。

（3）初级生产力假说，食物资源的可得性与更高的生产力相关。体型大小随着食物资源的增加而会增加。

（4）水资源假说，体型在干旱区较大，因为较大的体型具有较小的体-表比，可以减少水分的损失。

本文收集211种中国蜥蜴的最大体型，这211种蜥蜴主要来自于四大类群，分别是鬣蜥科、壁虎大科（包括壁虎科、睑虎科、球趾虎科）、蜥蜴科以及石龙子科。通过验证以上四个假说，在整体上以及四个主要类群间探究体型大小的地理模式及其驱动力。

▉ 结果

在温暖地区，蜥蜴的体型偏大，在寒冷地区，蜥蜴的体型较小（图1）。在总体上以及三个主要类群间，蜥蜴的体型在集合水平上，随着纬度的增加而减小，而表现出遵循反Bergmann法则，但是在物种水平上，体型与纬度无关；而蜥蜴科体型在集合和物种水平上都随着纬度增加而增加，而遵循Bergmann法则（表1）。

在集合水平上，蜥蜴体型整体上与降雨量以及初级生产力正相关，但是在四个主要类群间，鬣蜥科的体型随着初级生产力的增加而增加，除此之外，降雨以及初级生产力均与体型大小之间不相关。整体上，体型与温度以及季节性之间均不相关，但是在四个类群间：温度均与体型相关，蜥蜴科体型与温度之间负相关，其余三个类群均是体型随着温度的增加而增加；壁虎科体型与季节性不相关，但其余三个类群均与季节性之间存在相关性（表2，图2和3）。

在物种水平上，物种的体型与气候之间关系较弱。整体上蜥蜴的体型与温度之间正相关，而在四个类群间，这种关系仅仅在鬣蜥科内得到了进一步验证（表2，图2和3）。

表 1 中国蜥蜴体型大小与纬度之间的关系