进化出粘性的脚趾开启了蜥蜴们的长期树上生活

许多蜥蜴都是伟大的登山者。它们锋利弯曲的爪子非常适合附着在树干，岩石和其他粗糙的表面上。然而，在一个充满滑溜溜的树叶和不稳定的树枝的危险世界中，三组奇怪的蜥蜴具有非凡的进化器官：手指和脚趾上的粘性脚趾垫。

粘性脚趾垫在壁虎和Anoris蜥蜴中独立进化，创造了这些专门适应森林冠生活的树杂技演员。长期以来，科学家们一直认为粘性脚趾垫是"进化的关键创新"，它允许树栖蜥蜴以许多无垫蜥蜴无法适应的方式适应环境。

然而，一些没有脚趾垫的蜥蜴已经采用了树冠的生活方式，这一观察结果几十年来一直困扰着科学家。圣路易斯华盛顿大学的生物学家Aryeh Miller和James Stroud开始寻找在没有脚垫的蜥蜴树上生活的进化优势。

他们分析了全球2，600种蜥蜴的数据，发现虽然数百种不同类型的蜥蜴已经独立于树上的生活方式进化，但具有粘性脚趾垫的物种占了上风。

"有脚趾垫的蜥蜴在树栖环境中具有更大的生态优势，"华盛顿大学进化，生态学和人口生物学项目的研究生，该研究的主要作者米勒说。"脚趾垫基本上是蜥蜴获取新资源的生物能力，但没有脚趾垫的蜥蜴不是。

"我们发现，脚粘的蜥蜴主宰着树上居住的环境。一旦他们习惯了树上的生活，他们就很少离开，"文科和科学博士后研究助理，该论文的资深作者斯特劳德说。"相比之下，没有粘性脚趾垫的蜥蜴经常从生活在树上过渡到生活在地面上。

该研究发表在《系统生物学》上。

脚趾垫的进化塑造了蜥蜴的多样性

长期以来，科学家们一直想知道关键创新的起源在随后的进化多样化中发挥了什么作用。"蜥蜴是这类研究的优秀生物学类型，因为它们具有极其丰富的物种，令人难以置信的解剖变化程度和栖息地利用，"华盛顿大学William H. Danforth大学教授，艺术与科学学院生物学教授，Living Earth Collaborative主任Jonathan Losos说。"

利用最近发布的全球几乎所有蜥蜴物种的栖息地使用数据库，研究人员能够在蜥蜴栖息地使用的背景下对脚趾垫的进化进行全面分析，以及蜥蜴生活在树中的蜥蜴与那些第一次不清楚的蜥蜴之间的进化关系。

米勒和斯特劳德开发了一种优雅的新方法来理解这种多样性以及解剖进化在塑造蜥蜴物种巨大多样性中的作用。这项工作将成为研究人员研究许多类型的植物，动物和微生物的模型，"Losos补充道。

领导分析的米勒首先发现，在成千上万的蜥蜴中，物种已经进化了至少100次，完全生活在树上。换句话说，在进化上，蜥蜴很容易变成树上的蜥蜴。

困难在于"坚持下去"，脚趾垫是在蜥蜴进入树后进化而来的，而不是在蜥蜴进入树之前。无垫蜥蜴离开树木的频率很高，比带衬垫的蜥蜴高得多。

"有数百只蜥蜴生活在树上，但随着时间的推移，其中许多蜥蜴最终离开了地面，因为它们应该与这些缓冲蜥蜴互动并具有更大的优势，"斯特劳德说。

研究的下一步是找出缓冲蜥蜴可以做什么，而它们的无垫亲戚不能。科学家可以通过观察自然栖息地中的动物来了解这一点。

"分析进化关系可以告诉我们很多，但随后我们需要进入自然界 - 看看蜥蜴使用环境的哪些部分以及为什么这些进化关系存在，"米勒说。"