許多蜥蜴是了不起的攀爬者。它們鋒利、彎曲的爪子是附着在樹榦、岩石和其他粗糙表面的理想選擇。然而，在危險的樹頂世界充滿了滑溜溜的樹葉和不穩定的樹枝，而三組奇特的蜥蜴卻擁有非凡的進化后的器官：它們的手指和腳趾上都有帶粘性的趾墊。
粘性趾墊在壁虎、天牛和阿諾里斯蜥蜴中獨立進化，產生了這些專門適應森林樹冠生活的樹上雜技演員。科學家們一直認為粘性趾墊是一種”進化的關鍵創新”，它使樹棲蜥蜴能夠以許多無墊蜥蜴無法做到的方式適應環境。
然而，一些沒有趾墊的蜥蜴卻採用了樹冠層的生活方式，這一觀察讓科學家們困惑了幾十年。聖路易斯華盛頓大學的生物學家Aryeh Miller和James Stroud開始尋找有腳墊的蜥蜴相對於沒有腳墊的蜥蜴是否有在樹上生活的進化優勢。
他們分析了全世界2600個蜥蜴物種的數據，發現儘管數百種不同類型的蜥蜴已經獨立進化出樹棲生活方式，但擁有粘性趾墊的物種佔上風。
“擁有趾墊的蜥蜴在樹棲環境中具有更大的生態優勢，”華盛頓大學進化、生態學和人口生物學項目的研究生、該研究的主要作者Miller說。”趾墊基本上是蜥蜴獲取新資源的一種生物超能力，而沒有趾墊的蜥蜴則不能。”
“我們發現，有粘性腳的蜥蜴在樹棲環境中佔主導地位。一旦適應了樹上的生活，它們就很少離開，”Stroud說，他是文理科的博士后研究助理，是論文的資深作者。”相反，沒有粘性趾墊的蜥蜴經常從生活在樹上過渡到生活在地面上”。
該研究發表在《系統生物學》上。
趾墊的進化塑造了蜥蜴的多樣性
科學家們長期以來一直想知道關鍵創新的起源在隨後的進化多樣化中發揮的作用。華盛頓大學William H. Danforth特聘大學教授、文理學院生物學教授兼Living Earth Collaborative主任Jonathan Losos說：”蜥蜴是進行此類研究的優秀生物類型，因為它們的物種豐富度極高，解剖學變化和棲息地利用的程度令人難以置信。”
利用最近公布的全球幾乎所有蜥蜴物種的棲息地使用數據庫，研究人員能夠在蜥蜴棲息地使用的背景下對趾墊進化進行全面分析，哪些蜥蜴生活在樹上，哪些不生活在樹上的進化關係第一次變得清晰。
“Miller和Stroud開發了一種優雅的新方法來理解這種多樣性以及解剖學進化在塑造蜥蜴種類的巨大多樣性中所發揮的作用。這項工作將成為研究許多類型的植物、動物和微生物的研究人員的典範，”Losos補充說。
領導這項分析的Miller首次發現，在成千上萬的蜥蜴中，物種至少有100次在樹上專門生活的進化。換句話說，從進化上來說，一隻蜥蜴成為一隻樹上的蜥蜴是很容易的。
困難的是“堅持下去”，趾墊是在蜥蜴進入樹上之後才進化的，而不是之前。而且無墊子的蜥蜴會以很高的頻率離開樹木，比有墊蜥蜴高得多。
Stroud說：”有數百種蜥蜴生活在樹上，但隨着進化時間的推移，其中許多物種最終離開了地面上的生活，因為據推測，它們與這些有墊子的蜥蜴相互作用，具有更大的優勢”。
這項研究的下一步是找出有墊子的蜥蜴到底能做什麼，而它們的無墊親屬卻不能。科學家們可以通過觀察這些動物在其自然棲息地的情況來了解這方面的情況。
Miller說：”分析進化關係可以告訴我們很多，但接下來我們需要到大自然中去–看看蜥蜴使用環境的哪些部分以及為什麼存在這些進化關係。”