Геноми дарвинових в`юрків розповіли про адаптацію і еволюції птахів
Дослідники з Прінстонського університету (США) і університету Упсали (Швеція) вивчили генетику галапагосских або дарвинових в`юрків (Geospizinae), яких англійський натураліст Чарльз Дарвін описав під час своєї навколосвітньої подорожі на кораблі "Бігль".
Свою другу назву в`юрків отримали на честь Чарльза Дарвіна, який вперше оцінив їх значення з точки зору еволюційної біології (фото B.R. Grant).
"Ми дізналися більше про генетичній основі еволюції, і це захоплюючі відкриття", - Розповідає в прес-релізі Пітер Грант (Peter Grant), професор зоології, еволюційної біології та екології з Прінстонського університету.
Разом зі своєю дружиною і співавтором Розмарі Грант (B. Rosemary Grant), Пітер вивчає в`юрків протягом 40 років на посушливих скелястих островах Дафне (Daphne Island) і Геновеса, що входять до складу архіпелагу Галапагосського.
Після того як чоловік і жінка Грант зібрали зразки ДНК, їх розшифрували і досліджували вчені з Упсали. Вченим довелося порівняти геноми 120 птахів, що відносяться до 15 видів дарвинових в`юрків і двом спорідненим видам.
Зрештою, вони виявили ділянку ДНК, який виглядав інакше у видів з тупими дзьобами (таких, як великий земляний в`юрок Geospiza magnirostris) в порівнянні з гостроклювий видами (наприклад, великим кактусовим земляним в`юрків Geospiza conirostris).
На цій ділянці ДНК дослідниками був виявлений ген, відомий як ALX1, який раніше був ідентифікований в організмі людини і мишей як відповідальний за формування рис обличчя. Мутації, які пригнічують активність цього гена, викликають серйозні вроджені дефекти у людини (наприклад, вовчу пащу).
"Це дуже цікавий приклад: невеликі мутації в гені, який має вирішальне значення для нормального розвитку, призводять до фенотипической (що спостерігається) еволюції", - Говорить Лейф Андерссон (Leif Andersson), професор функціональної геноміки в університеті Упсали.
Свою другу назву в`юрків отримали на честь Чарльза Дарвіна, який вперше оцінив їх значення з точки зору еволюційної біології (фото K.T. Grant).
Однак самим захоплюючим і цікавим висновком дослідження виявилося виявлення того, що один і той же ген може відрізнятися у особин одного і того ж виду.
Наприклад, представники виду середній земляний в`юрок (Geospiza fortis), можуть мати як тупим дзьобом, так і загостреним.
За словами Пітера Гранта, цей висновок дуже важливий - він показує, як може протікати еволюція в межах виду. Коли деякі особини мають межу, яка допомагає виживанню (наприклад, тупий дзьоб дозволяє розкривати жорсткі насіння), вигідні гени будуть передаватися з покоління в покоління, в той час як особи з гострими дзьобами поступово вимруть. Ця генетична варіація є яскравою ілюстрацією роботи природного відбору.
Тут варто зазначити, що форма і розмір дзьоба мають вирішальне значення для виживання в`юрків на островах, періодично охоплений засухами, вулканічною активністю і зливами, принесеними Південної осцилляцией. Птахи використовують свої дзьоби для того, щоб розкрити жорсткі насіння, витягнути комах з переплетення гілок і щоб випити нектар з квіток кактуса. У період посухи птиці, пристосовані витягувати їжу з різних джерел, мають більше шансів вижити.
Чарльз Дарвін вперше описав в`юрків і їх еволюцію під час свого плавання на кораблі "Бігль" (Фото SPL).
Протягом останніх чотирьох десятиліть Гранти та їх колеги виявили, що форма і розмір дзьобів тричі виявилися дуже важливі для еволюції в`юрків: за часів екстремальної посухи в 1977, 1985 і 2004 роках.
Вчені також з`ясували, що гени можуть передаватися від одного виду до іншого в разі спарювання особин з близькоспоріднених видів. У багатьох видів птахів при такому збіг обставин пташенята виходять стерильними, тобто не можуть продовжити рід. Але, як з`ясувалося, гібридне потомство галапагосских в`юрків може спаровуватися з особинами будь-якого з двох батьківських видів. Утворені пташенята можуть бути віднесені вченими до одного чи іншого виду в залежності від зовнішніх характеристик і співу, але вони насправді несуть гени обох разновидових батьків.
Великий земляний в`юрок з острова Дафне, Еквадор (фото B.R. Grant).
В ході цього процесу, відомого як інтрогресія (introgressiya), генетичний матеріал може передаватися між видами і сприяти появі нових видів. Дослідження виявило свідоцтва великої интрогрессии, що відбувалася протягом останнього мільйона років. Виходить, що цей процес протікає практично з тих самих часів, коли в`юрків тільки зайняли архіпелаг.
