Evolutionary fine-tuning of background-matching camouflage among geographical populations in the sandy beach tiger beetle
Evolutionary fine-tuning of background-matching camouflage among geographical populations in the sandy beach tiger beetle
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沙滩虎甲虫地理种群背景匹配伪装的进化微调
DOI：
10.1098/rspb.2020.2315
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发表时间：
2020
期刊：
影响因子：
--
通讯作者：
T.
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Yamamoto;N. and Sota;T.
背景匹配伪装在动物中是一种广泛的适应；然而，很少有研究彻底研究它的进化过程和后果。在日本群岛不同颜色的沙地栖息地中，虎甲Chaotdera laetescripta的颜色模式表现出明显的变化。在这项研究中，我们用鸟类视觉模型进行了数字图像分析，以证明由椭圆颜色成分的比例决定的椭圆亮度是微调的，以匹配当地背景。用模型甲虫进行的野外捕食实验表明，较好的亮度匹配导致较低的攻击率和相应的较低死亡率。利用限制性内切酶相关DNA(RAD)序列数据，我们分析了颜色模式在地理位置上的扩散和进化。我们发现，沙子的颜色匹配与种群之间的遗传和地理距离无关，这表明在这些栖息地被殖民后，当地适应的颜色模式演变而来。鉴于甲虫的羽翼颜色模式可能具有数量遗传基础，我们的发现表明，正如自然选择的最早倡导者所预测的那样，通过视觉捕食者的选择，可以微调与当地栖息地条件相匹配的背景伪装。
Background-matching camouflage is a widespread adaptation in animals; however, few studies have thoroughly examined its evolutionary process and consequences. The tiger beetleChaetodera laetescriptaexhibits pronounced variation in elytral colour pattern among sandy habitats of different colour in the Japanese Archipelago. In this study, we performed digital image analysis with avian vision modelling to demonstrate that elytral luminance, which is attributed to proportions of elytral colour components, is fine-tuned to match local backgrounds. Field predation experiments with model beetles showed that better luminance matching resulted in a lower attack rate and corresponding lower mortality. Using restriction site-associated DNA (RAD) sequence data, we analysed the dispersal and evolution of colour pattern across geographical locations. We found that sand colour matching occurred irrespective of genetic and geographical distances between populations, suggesting that locally adapted colour patterns evolved after the colonization of these habitats. Given that beetle elytral colour patterns presumably have a quantitative genetic basis, our findings demonstrate that fine-tuning of background-matching camouflage to local habitat conditions can be attained through selection by visual predators, as predicted by the earliest proponent of natural selection.
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