西华师大研究团队在两栖动物脑容量适应性演化研究方面再取新突破

8月27日，SCI 1区TOP期刊《Science China-Life Sciences》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“无尾两栖类脑大小影响食物资源驱动的种群密度”，该成果为无尾两栖类种群密度与脑容量之间的正相关关系提供了重要证据，表明无尾两栖类的脑容量可以预测其种群密度的变化。

自然界中，不同物种的种群密度通常存在着较大差异，而这种差异往往与其身体大小和能量需求有关。体型较大的物种通常需要更大的生存空间来获得更多的食物以满足能量需求，从而呈现出较低的种群密度。然而，研究表明动物的脑容量也与种群密度有关，并提出了两种假设来解释两者之间的关系。“认知假说”认为，更大的脑所带来的更高的认知能力让动物能够通过更多创新或灵活的行为来探索新资源，从而增加其种群密度。而“发育成本假说”认为，由于脑是高耗能器官，脑容量较大的物种通常会减少繁殖投入并延长发育时间，其对能量的需求可能会导致种群增长率的减慢和种群密度的降低。最近针对656种陆生哺乳动物的一项研究也证明，较大的脑容量与其较低的种群密度有关，支持了“发育成本假说”。那么无尾两栖类的脑容量是否与种群密度有关呢?

为了解决这一问题，西华师范大学生命科学学院廖文波教授研究团队与北京林业大学栾晓峰教授合作，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、解剖学、系统发育学等多维度研究手段，检验所提出的新假设，即脑容量较大的无尾两栖类物种会呈现出较高的种群密度。研究成果以“无尾两栖类脑大小影响食物资源驱动的种群密度(Anuran brain size predicts food availability–driven population density)”为题，于8月27日在SCI 1区TOP期刊《Science China-Life Sciences》(IF: 10.372)在线发表。该研究使用控制系统发育关系的比较分析和路径分析系统地解析了102种无尾两栖类的脑容量、食物丰度、环境恶劣程度和种群密度之间的关系。研究认为，无尾两栖类的种群密度变化可能是由不同的食物丰度导致的，种群密度越高表明食物资源越丰富。同时，在环境条件较好的情况下，脑容量大的物种所具有的较强的认知能力可以探索新的资源来平衡能量需求，从而增加了其种群密度。研究结果为无尾两栖类种群密度与脑容量之间的正相关关系提供了重要证据，表明无尾两栖类的脑容量可以预测其种群密度的变化。

该研究是西华师大两栖动物研究团队继在《Science Advances》发表成果之后，在两栖动物脑容量适应性进化方面的又一最新成果。系列工作将为动物对环境的适应以及保护其物种多样性保护研究提供新的视角。

西华师范大学西南野生动植物资源保护教育部重点实验室廖文波教授为通讯作者，蒋莹博士为第一作者，栾晓峰教授参与了本研究。该研究获得了国家自然科学基金项目(批准号：31970393)和四川省自然科学基金重点项目(22NSFCSC0011)的资助。

论文链接：https://doi.org/10.1007/s11427-022-2177-2

图1脑容量、食物丰度、环境恶劣程度和种群密度之间的关系

(注：A表明在控制身体大小后，相对脑容量和种群密度之间存在正相关关系;B表明食物丰度与种群密度之间存在正相关关系;C表明在控制身体大小后，相对脑容量与食物丰度之间存在正相关关系;D表明身体大小与食物丰度之间存在正相关关系;E控制系统发育关系后，关于脑容量、食物丰度、环境恶劣程度和种群密度的路径分析)

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