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鸣禽中,谁是进化路上的佼佼者?

图片来自pixabay.com

近日,一项发表在《科学》杂志的最新研究称,一种只生活在南美洲的食籽雀(Sporophila iberaensis)经历了一条非常罕见的进化之路,其进化速率远快于其它多数物种。

通过将S. iberaensis与其近亲茶腹食籽雀(S. hypoxantha)进行对比,研究人员确定这种食籽雀的出现源于现有变异基因的重组,而不是新的随机突变,只是它们各自的行为维持了物种分化。目前已知经历过这条进化之路的物种仅有两个,而这种食籽雀就是其中之一,它的存在对新物种形成的经典假说发起了挑战。

论文第一作者Sheela Turbek说:“本研究的一个精彩之处在于,我们从不同的角度回答了S. iberaensis这个物种是如何形成的。我们不仅收集了关于交配对象和后代身份的观测数据,还利用基因组数据估算了这两个物种在遗传水平上的相似程度。然后,我们进一步确定了S. iberaensis在卡布奇诺食籽雀家族中的位置。许多研究只涉及这些问题中的一个,并没有将所有这些不同的信息整合到一个单独的研究中。”

卡布奇诺食籽雀广泛分布于南美洲,是一类最近才出现的鸣禽。它们正在迅速分化,其中许多物种还处于进化的早期阶段。这一家族以其雄性个体的鸣声和羽色差异而闻名,而其雌鸟的外形则极为相似,难以区分。其下物种具有相近的空间生态位和营养生态位,但它们几乎不会杂交。S. iberaensis是这个家族的新成员。

那么,为什么会出现S. iberaensis这个物种?它又是如何进化而来?为探索这一问题,研究人员首先检测了S. iberaensis与S. hypoxantha在DNA上的差异,然后探讨了阻止这些近缘种杂交的潜在机制。

他们发现,这两种鸟的遗传关系非常接近,唯一的区别在于涉及羽毛颜色的基因。此外,雄鸟对同种个体的鸣声及羽色变异的攻击回应最为强烈。这些发现意味着,这两个物种能够很好地繁殖、杂交,但出于自身选择,它们没有这样做,因而加固了两者间的繁殖障碍。

在更广泛的层面上,研究人员发现S. iberaensis与当地其它卡布奇诺食籽雀共享基因组变异,但这些变异被打乱,形成了一种独特的组合。他们认为,这或许是一条进化捷径,很可能是该科不同亚种多样性的基础。

合著者Irby Lovette说:“新物种形成的最常见模式是,地理隔离数百万年后的基因突变积累。但我们发现,基因重组可以在没有地理隔离的情况下迅速发生,这几乎可以称作‘瞬间的物种形成’。”

康奈尔大学鸟类学实验室的Leonardo Campagna说:“这是鸟类中遗传变异重组如何形成新物种的最清晰的例子。”

科界原创

编译:灯丝

审稿:西莫

责编:陈之涵

期刊来源:《科学》

期刊编号:0036-8075

原文链接:

https://www.sciencedaily.com/releases/2021/03/210330171034.htm

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