濒危的鸣禽对进化的挑战性假设

  至少根据科罗拉多大学博尔德大学及其合作者的新发现,并非所有物种都可能沿着相同的生存路径前进。

  今天在《科学》杂志上进行的这项新研究研究了一只仅在南美发现的濒临灭绝的鸣禽-伊比拉种食者-发现这只鸟遵循着非常罕见的进化道路,以比大鸟快得多的速度出现多数种类。

濒危的鸣禽对进化的挑战性假设

  通过将这只鸟与同一群(南部的capuchino种食者)中的一个紧密相关的邻居(黄褐色的种食者)进行比较,研究人员确定,现有变异的遗传改组(而不是新的随机突变)使该物种得以存在,并且他们自己的行为使他们与众不同。

  该物种是在全球范围内仅有的两个已知实例之一,它挑战了有关新物种形成方式的典型假设。

  “这篇论文之所以如此酷,是因为我们能够从多个不同的角度来解决伊比拉种子吃者如何形成的问题,”生态与进化生物学(EBIO)研究生Sheela Turbek说。 CU Boulder和该研究的主要作者。

  “我们不仅收集了有关彼此交配的人及其后代的身份的地面数据,而且还生成了基因组数据,以检验这两个物种在遗传水平上的相似性。然后,我们进一步缩小了范围。看看IberáSeedeater在更广泛的capuchino集团中所处的位置。”

  “许多研究将解决这些方面或问题之一,但不会将所有这些不同的信息组合到一个研究中。”

  南部的卷尾食食者是一群在南美洲发现的最近进化的鸣禽,它们迅速分支,其许多物种处于进化的早期。该家族以雄性在歌曲和羽毛颜色方面的巨大变化而著称,而雌性即使在最熟悉的研究人员中也几乎无法区分。

  该家族的最新成员,伊比利亚种食者,是阿根廷共同研究中心的共同作者阿德里安·S·迪·贾科莫和塞西莉亚·科普希安首次在阿根廷北部伊比利亚国家公园的偏远沼泽地中发现的。 ,在2001年发表,然后在2016年发表在科学文献中。

  然而,在那个国家公园中,还有其他六种密切相关的卷尾猴,包括黄褐色鼓皮的食食者,它们彼此紧邻繁殖。这些物种尽管居住在相同的环境中,并且吃相同的食物,但很少杂交。

  因此,研究人员想知道为什么甚至如何成为IberáSeedeater。

  他们以两种方式探讨了这些问题:首先,他们研究了该新物种如何通过与DNA区别于黄褐色鼓皮种马的方式而形成,其次,着眼于哪些机制阻止了该物种与杂种的杂交。公园中发生的其他物种。

  为此,Turbek在阿根廷的繁殖季节进行了三年的研究,一次停留了两个半到三个月,寻找和监测巢穴,从成年和雏鸟身上采集血样,然后在最后一年进行了一项行为实验,以查看羽毛或歌曲是否在物种识别方面发挥了作用。

  “收集各种交配和行为数据的现场工作异常艰巨,这就是为什么这类数据集很少存在的原因。这项研究和发表证明了Sheela在该领域的技能和辛勤工作,”斯科特·泰勒(Scott Taylor)说。 CU Boulder的EBIO助理教授,论文的作者,以及Turbek的顾问。

  他们发现,这两只鸟在遗传上密切相关,只能通过与羽毛着色有关的基因加以区分。同样,他们发现雄性对与他们自己的物种一致的歌曲和羽毛变化做出最积极的反应。

  这一切都意味着该物种可以很好地繁殖和杂交-他们只是选择不繁殖,因此增强了自身的繁殖障碍。

  不过,在更广泛的层面上,当将伊比拉种食者与其他卡皮奇诺物种进行比较时,研究人员发现,伊比拉种食者与这些区域的其他卡皮奇诺共有基因组变异,但这些变异经过改组形成了独特的组合,认为,这可能是进化的捷径,最有可能是该家族不同亚种之间大部分差异的基础。

  康奈尔大学鸟类学研究所富勒进化生物学计划主任,合著者Irby Lovette说:“这是一个关于我们从未以这种方式见过的过程的非常美丽的故事。”

  “新物种的经典且最常见的进化模型是,当这些物种被地理障碍隔开数百万年时,它们会积累遗传突变。但是在这里,我们发现遗传改组可以迅速发生,而且没有地理隔离。这几乎就像“即时物种形成。””

  康奈尔大学鸟类学实验室的研究助理,论文的高级作者莱昂纳多·坎帕尼亚(Leonardo Campagna)同意:

  “这是鸟类中最明显的例子,说明遗传变异的改组如何可以产生崭新的物种。”

  据特尔贝克说,唯一观察到这种类型进化的其他生物是在非洲发现的一组鱼类,称为维多利亚湖丽鱼科鱼。

  Turbek评论说:“有趣的是,这种机制的作用与鸟类不同。”

  尽管这项研究部分侧重于男性行为的作用,但研究人员对将其进一步发展很感兴趣,研究了女性选择在生殖中也可能发挥的作用。

  特贝克说:“我们还有很多问题要解决。”

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