Ewolucja Zięby Darwina był monitorowany na poziomie genetycznym

Naukowcy zidentyfikować geny, które decydują ogromną różnorodność kształtów i rozmiarów dzioby Zięby Darwina (Geospizinae) - ptaków, które są uznawane za najbardziej uderzającym przykładem doboru naturalnego. Że ptaki te studiował w swoim czasie, Charles Darwin, podróże na Wyspy Galapagos i znaleźć pojedyncze grupy Ptah.

Średnio rozdrobniona zięba różni się od ziemi finch duży rozmiar dziobem (zdjęcia Peter R. Grant).

Rok temu, naukowcy byli w stanie zidentyfikować gen, który określa kształt zięba dziobów. Teraz byli w stanie zidentyfikować inny gen, "nadzorczy" wielkość dzioba. Odmiany tego genu i stanowiły podstawę do zmian ewolucyjnych, że badacze obserwowanej w latach 2004-2005, w czasie suszy na Wyspach Galapagos. Wtedy wielkość dzioba z jednej populacji zmniejszyła się, unikając w ten sposób konkurencję dla źródeł żywności, ze zmianami i na poziomie genetycznym.

"Zastanawialiśmy się, czy możliwe jest, aby zidentyfikować geny leżące u podstaw tej ewolucji w naturalnych populacjach - mówi Leif Andersson (Leif Andersson), genetyk z Uniwersytetu w Uppsali. - W rezultacie, naprawdę zidentyfikowano geny, które odgrywają rolę w tych zmianach ewolucyjnych",

Historia małych ptaków zaczął około dwóch milionów lat temu, gdy wspólny przodek wszystkich bębnach osiągnął Galapagos. Przez 1835, kiedy Karol Darwin odwiedził wyspy w czasie jego podróży, ptaki te były bardziej niż kilkanaście gatunków, a każdy rodzaj opanował swoją niszę ekologiczną. Niektóre z nich miały masywne dzioby i może podzielić nasion, podczas gdy inni mieli cienkie dzioby i zdolność do wyłowić owady w szczelinach drzew. Były też mięsożerne ptaki z ostrymi dziobami.

Duży zięba mielony (zdjęcie K. Thalia Grant).

W celu zbadania tej podstawy genetycznej różnorodności badacze porównaniu genomów 60 ptaków, przedstawicieli sześciu gatunków zięby Darwina, oraz 120 próbek z innego gatunku, w celu określenia dokładnej relacji filogenetycznych. Zgodnie z oczekiwaniami, w ściśle spokrewnionych gatunków były najbardziej podobne genomów.

Jednakże, sześć gatunków zięby, jeden region genomu skorelowana z wielkością w większym stopniu niż w przypadku gatunków pokrewnych. W mniejszych gatunków był taki sam rodzaj danego regionu genomu w ogóle - z drugiej, ale w środku gatunków - krzyż z dwóch odmian. Według naukowców, wielkość konkretnego genu odpowiedzialnego tego obszaru o nazwie HMGA2 - jak pan wie, że wpływa na wielkość i strukturę dysz wielu innych zwierząt. Dalsza analiza wykazała, że ​​gen zięby Darwina HMGA2 odgrywa ważną rolę w regulacji wielkości dzioba.

Następnie naukowcy zbadali rolę genów w dramatycznych wydarzeń ewolucyjnych. Raz w 2003 roku, Wyspy Galapagos przeszły niesamowitą suszę, wiele średnich zięby naziemnych (geospiza Fortis) zmarło z głodu, gdyż nie był w stanie konkurować z większych gatunków, takich jak geospiza magnirostris niedawno skolonizowali wyspę i móc jeść duże nasiona.

Po suszę średnio rozdrobniona Finch, który przeżył, były ptaki z dzioby mniejszym rozmiarze niż z martwych zwierząt. Wynika to prawdopodobnie z faktu, że udało im się jeść małe nasiona (podczas gdy rywale to jedzenie unikać).

Analiza DNA średnich naziemnych zięb żyjących w okresach suszy, wykazała, że ​​zmienność HMGA2, "darivshaya" ich duży dziób, było bardziej powszechne wśród ptaków zmarło z głodu. Ten wariant genetyczny może być odpowiedzialny za ogólną redukcję wielkości dzioba.

Różnice między Zięby Darwina widocznych nie tylko swoim wyglądem, ale również w stylu życia (fot B. Rosemary Grant).

Odkrycia wywołały nowe pytania biologii, na przykład, naukowcy muszą jeszcze dowiedzieć się dokładnie, gdy którykolwiek z tych wariantów genów i jak są rozłożone pomiędzy gatunkami. Konieczne jest również, aby zrozumieć, co przyczyną była pierwszą zmianą.

Pełny opis prac naukowych zostało opublikowane w czasopiśmie Science.