物种之间的基因流动如何影响达尔文雀的演变

中等地面雀

钝喙的中地雀。迷迭香和彼得·格兰特在对达芙妮·梅杰进行实地研究时给这种特殊的鸟戴上了脚环。经k·塔利亚·格兰特(K. Thalia Grant)和普林斯顿大学出版社(Princeton University Press)许可复制,普林斯顿大学出版社在《40年的进化》(P. R. Grant & B. R. Grant, 2014)中首次出版了剩余图片。来源:彼得·r·格兰特和b·罗斯玛丽·格兰特

尽管具有传统观点,但物种不通过杂交交换基因,但最近的研究表明,密切相关的物种之间的基因流量比以前认为更常见。来自乌普萨拉大学的科学家团队和普林斯顿大学现在报道了两种达尔文雀之间的基因流动如何影响了它们的喙形。这项研究今天发表在自然、生态与进化

在Galápagos群岛上的达尔文雀是快速适应辐射的一个例子,在这一过程中,18个物种从一个共同的祖先物种进化而来,历时1- 200万年。其中一些物种只分离了几十万年或更短的时间。

美国普林斯顿大学的罗斯玛丽和彼得·格兰特是这项新研究的合著者,他们对达芙妮梅杰岛上的达尔文雀进行了连续40年的研究,并观察到两种不同种类的达尔文雀偶尔会发生杂交,这两种雀分别是普通仙人掌雀和中地雀。仙人掌雀比中等地雀稍大,有更尖的喙,专门以仙人掌为食。中等地雀有较钝的喙,专门以种子为食。

常见的仙人掌雀

常见的仙人掌雀用它的尖喙哺养在仙人掌仙人掌上。信用:Lukas Keller

“多年来,我们偶尔观察到这两个物种之间的杂交,并注意到喙形的融合。特别是,普通仙人掌雀的喙变得更钝,更像中等地雀的喙,”罗斯玛丽和彼得格兰特说。“我们想知道这种进化变化是否可以用两个物种之间的基因流动来解释。”

“我们现在通过对来自不同时期和不同喙形的两个物种的组进行排序来解决这个问题。我们提供了大量基因流动的证据,特别是从中地雀到普通仙人掌雀,”桑吉特·拉米查尼(Sangeet Lamichhaney)解释说,他是该研究的共同第一作者之一,目前是肯特州立大学的副教授。

“一个令人惊讶的发现是,观察到的基因流动在大多数常染色体上是大量的,但在性染色体之一的Z染色体上可以忽略,”乌普萨拉大学的韩帆(音译)说,她在她的博士论文中分析了这些数据。“在鸟类中,雄性的性染色体是ZZ,雌性的性染色体是ZW,而在哺乳动物中,雄性是XY,雌性是XX。”

雀雀喙形态学

普通的仙人掌雀有一个尖喙,适于在仙人掌上喂食,而媒体研磨雀有一个适于压碎种子的钝喙。它们的杂化后代在本文中解释的某些环境条件下具有中间喙形态。信用:Sangeet Lamichhaney,Rosemary和Peter Grant

“这种有趣的结果实际上与我们从GalápagoS的现场观察结果非常一致,”解释说补助金。“我们注意到大多数杂种都有一个常见的仙人掌雀父亲和中等地面雀的母亲。此外,杂交女性成功地用常见的仙人掌氟化男性繁殖,从而将中等地雀的基因转移到常见的仙人掌氟化群中。相比之下,雄性杂交种小于常见的仙人掌雀男性,不能成功地竞争高质量的领土和伴侣。“

这种交配模式可以用这样一个事实来解释:达尔文雀会模仿它们父亲的歌声,所以儿子们会唱和父亲相似的歌,而女儿们更喜欢和唱得和父亲一样的雄鸟交配。此外,雌性杂交雀从它们的仙人掌雀父亲那里得到Z染色体,从它们的地雀母亲那里得到W染色体。这就解释了为什么Z染色体上的基因不能通过这些杂交雌雀从中地雀流到仙人掌雀,而基因组其他部分的基因可以,因为杂交雌雀的父母贡献相同。

“我们的数据显示,两种物种之间的杂种的适应性高度依赖影响粮食丰富的环境条件,”乌普萨拉大学和德克萨斯州A&M大学莱夫安德森说。“也就是说,在多大程度上杂交种,它们的基因变异组合来自两种物种,可以成功地竞争食物和领地。因此,两种物种之间正在进行的杂交的长期结果将取决于环境因素和竞争。“

“一种情景是两种物种将合并成单一物种,组合来自两个物种的基因变体,但也许更有可能的情况是它们将继续表现为两个物种,并且如果偶尔会继续交换基因或者如果与纯种后代相比,某些点的杂交种显示出减少的健身。该研究有助于我们了解生物多样性如何发展,“Andersson结束。

参考文献:“达尔文雀之间的女性偏见基因流动”由Sangeet Lamichhaney,Fan Han,Matthew T. Webster,B.迷迭香授予,彼得R. Grant和Leif Andersson,2020年5月4日,自然生态与进化
DOI: 10.1038 / s41559 - 020 - 1183 - 9

1条评论关于“物种之间的基因流动影响达尔文芬哲的演变”

  1. 这个家庭中的三个达尔文对一个罕见的倾向于一个故事,讲述了希腊和印度神话的一致性......仍然在2020年,那些不科学的故事在于......

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