解码进化：里程碑式的研究揭示了达尔文的标志性雀类

一个国际研究小组使用了最大的基因组数据集之一，由近4000只达尔文雀组成，研究了这一标志性鸟类群体的进化变化。发表在《科学》杂志上的这项研究，建立在几十年的研究基础上，揭示了雀类适应的遗传基础，强调了长期观察对理解进化机制的重要性。

一个国际研究小组最近发表了一项关于自然种群当代进化变化的具有里程碑意义的研究。该研究利用了自然栖息地中最广泛的动物基因组数据集之一，其中包括近4000只达尔文雀，揭示了这个标志性群体适应的遗传基础。研究结果最近发表在《科学》杂志上。

自从达尔文写下Galápagos群岛的雀类以来，生物学家就一直在研究这些小型鸣禽，以了解进化的机制。一个祖先物种在过去的一百万年里进化成18个不同的物种。达尔文的雀类作为一种研究生物的优势在于它们可以展示物种形成的早期阶段。

彼得和罗斯玛丽·格兰特(普林斯顿大学)从20世纪70年代开始，几乎追踪了达芙妮·梅杰的每一个人。他们的研究表明，达芙妮梅杰的雀类是为了应对环境变化和物种间的相互作用而进化的。一个国际研究小组对几乎所有在达芙妮身上研究过的雀类进行了基因组测序，揭示了适应变化的基因结构。

从上面看达芙妮梅杰上的火山口，Galápagos群岛，厄瓜多尔。来源:Erik Enbody

“我认为这是一个非常令人兴奋的机会，可以将我们对远古时代进化变化的理解与当前的观察联系起来，”该研究的主要作者、乌普萨拉大学(Uppsala University)前博士后Erik Enbody说。“基因组数据是一个强大的工具，可以让我们在野外观察鸟类，了解影响它们进化的因素，”他补充说，如果没有对Galápagos数十年的研究，这种规模的研究是不可能的。

该研究的资深作者、乌普萨拉大学和德克萨斯农工大学的莱夫·安德森(Leif Andersson)说:“我们发现的一件值得注意的事情是，只有少数几个基因位点可以解释雀嘴的大量变异。”“这些基因变化的进化方式之一似乎是将多个基因捆绑在一起，然后随着环境的变化，这些基因会受到自然选择的影响。”

厄瓜多尔Galápagos群岛达芙妮梅杰上的一只大地翅雀。来源:Erik Enbody

这些结果可能会让人类遗传学家感到惊讶，例如，许多基因变异只会导致人类身高的少量变化。

经过三十年的研究，中等地雀的喙变小了。利用达芙妮岛上所有雀类的基因组，研究人员表明，这是由于小地雀的基因通过杂交和干旱时期转移而来的，在干旱时期，喙较小的个体存活得更好。

“这项研究强调了长期研究对理解进化变化机制的价值，”彼得·格兰特说。

达芙妮·梅杰来自厄瓜多尔Galápagos群岛。来源:Erik Enbody

研究人员从每只鸟的翅膀静脉中收集了一滴血，并将其绑在一起。这使他们能够追踪它们，并确定它们存活了多久，与谁交配，以及它们的后代。

罗斯玛丽·格兰特补充说:“通过在整个研究过程中收集血液样本，当技术成熟时，我们就有了可供基因组研究的样本。”

研究人员不仅研究了中等地雀，还研究了岛上四种雀类的整个群落。随着岛上环境的变化和与中等地雀杂交的增加，普通仙人掌雀的喙逐渐变钝。这项研究描绘了一幅物种如何通过遗传变化和有时在物种之间转移的大表型效应的组合来适应不断变化的环境的动态图景。随着全球环境的不断变化，Galápagos岛上的雀类将提供一个宝贵的窗口，让我们了解鸟类、它们的遗传结构和环境如何相互作用，从而塑造野生种群的未来。

参考文献:《社区范围内的基因组测序揭示了达尔文的30年进化》，作者:Erik D. Enbody、Ashley T. Sendell-Price、C. Grace Sprehn、Carl-Johan Rubin、Peter M. Visscher、B. Rosemary Grant、Peter R. Grant和Leif Andersson, 2023年9月29日，Science。DOI: 10.1126 / science.adf6218