В выпуске журнала Science на этой неделе исследователи из Принстонского университета и Университета Упсалы в Швеции сообщают, что новичок, принадлежащий к одному виду, спарился с представителем другого вида, проживающим на острове, что привело к появлению нового вида, который сегодня насчитывает примерно 30 человек. частные лица.Исследование основано на исследовании зябликов Дарвина, обитающих на Галапагосских островах в Тихом океане. Удаленное расположение позволило исследователям изучить эволюцию биоразнообразия в результате естественного отбора.Прямое наблюдение происхождения этого нового вида произошло во время полевых работ, проводимых в течение последних четырех десятилетий двумя учеными из Принстона Б. Розмари и Питером Грантом на небольшом острове Дафна Майор.
«Новизна этого исследования в том, что мы можем проследить появление новых видов в дикой природе», — сказала Б. Розмари Грант, старший биолог-исследователь, почетный доктор и старший биолог отдела экологии и эволюционной биологии. «Благодаря нашей работе над Дафни Мажор мы смогли наблюдать спаривание двух птиц разных видов, а затем проследить за происходящим, чтобы увидеть, как происходит видообразование».В 1981 году аспирант, работавший с Грантами на Дафне Мейджор, заметил новоприбывшего, самца, который спел необычную песню и был намного больше по телу и размеру клюва, чем три вида обитающих на острове птиц.«Мы не видели, как он прилетал с моря, но мы заметили его вскоре после того, как он прибыл. Он настолько отличался от других птиц, что мы знали, что он не вылупился из яйца на Дафне Майор», — сказал Питер Грант. почетный профессор зоологии 1877 года и почетный профессор экологии и эволюционной биологии.
Исследователи взяли образец крови и выпустили птицу, которая позже скрестилась с местным средним зябликом вида Geospiz fortis, положив начало новому происхождению. Гранты и их исследовательская группа следовали новой «линии происхождения больших птиц» на протяжении шести поколений, отбирая образцы крови для использования в генетическом анализе.В текущем исследовании ученые из Уппсальского университета проанализировали ДНК, собранную у птиц-родителей и их потомков на протяжении многих лет.
Исследователи обнаружили, что первоначальным родителем-самцом был большой кактусовый зяблик вида Geospiza conirostris с острова Эспаньола, который находится более чем в 100 километрах (около 62 миль) к юго-востоку от архипелага.Замечательное расстояние означало, что самец вьюрка не мог вернуться домой, чтобы спариться с представителем своего собственного вида, и поэтому выбрал себе пару из трех видов, уже обитавших на Дафне Мажор. Эта репродуктивная изоляция считается критическим шагом в развитии нового вида при скрещивании двух отдельных видов.Потомство также было репродуктивно изолировано, потому что их песня, используемая для привлечения самок, была необычной и не привлекала самок от местных видов.
Потомство также отличалось от местных особей размером и формой клюва, что является основным признаком выбора партнера. В результате потомство спаривалось с членами своей собственной линии, что способствовало развитию нового вида.
Ранее исследователи предполагали, что формирование нового вида занимает очень много времени, но в линии Big Bird это произошло всего за два поколения, согласно наблюдениям, проведенным Грантами в полевых условиях в сочетании с генетическими исследованиями.
Все 18 видов зябликов Дарвина произошли от одного предкового вида, который колонизировал Галапагосские острова около одного-двух миллионов лет назад. С тех пор зяблики превратились в разные виды, а изменения формы и размера клюва позволили разным видам использовать разные источники пищи на Галапагосских островах.
Критическое требование для видообразования, происходящего посредством гибридизации двух разных видов, состоит в том, что новая линия должна быть экологически конкурентоспособной, то есть способной конкурировать за пищу и другие ресурсы с другими видами, и это имело место в случае Большого Птичье происхождение.«Очень поразительно, что когда мы сравниваем размер и форму клювов Большой Птицы с морфологией клювов трех других видов, населяющих Дафну Мажор, большие птицы занимают свою собственную нишу в пространстве морфологии клюва», — сказал Сангит Ламичхейни, специалист по морфологии. постдокторант Гарвардского университета и первый автор исследования. «Таким образом, сочетание вариантов генов, полученных от двух скрещивающихся видов, в сочетании с естественным отбором привело к эволюции морфологии клюва, которая была конкурентоспособной и уникальной».
Определение вида традиционно включает неспособность производить полностью плодовитое потомство от скрещивающихся видов, как, например, в случае лошади и осла. Однако в последние годы стало ясно, что некоторые близкородственные виды, которые обычно избегают скрещивания друг с другом, действительно производят потомство, которое может передавать гены последующим поколениям.
Авторы исследования ранее сообщали, что за последние несколько тысяч лет между видами зябликов Дарвина произошел значительный поток генов.Один из наиболее поразительных аспектов этого исследования заключается в том, что гибридизация между двумя разными видами привела к развитию новой линии, которая всего через два поколения вела себя как любой другой вид зябликов Дарвина, объяснил Лейф Андерссон, профессор Упсальского университета, который также является аффилирован со Шведским университетом сельскохозяйственных наук и Техасским университетом AM. «Натуралист, который приехал к Дафне Мейджор, не зная, что эта линия возникла совсем недавно, узнал бы эту линию как один из четырех видов на острове. Это ясно демонстрирует ценность длительных полевых исследований», — сказал он.По мнению авторов, вполне вероятно, что новые линии, такие как большие птицы, возникали много раз в ходе эволюции зябликов Дарвина.
Большинство этих линий вымерли, но некоторые из них, возможно, привели к эволюции современных видов. «У нас нет никаких указаний на долгосрочное выживание рода Big Bird, но у него есть потенциал, чтобы стать успешным, и он является прекрасным примером того, каким образом происходит видообразование», — сказал Андерссон. «Чарльз Дарвин был бы рад прочитать эту статью».
