科学家揭示加拉帕戈斯雀的遗传秘密

达尔文的雀科，也称为加拉帕戈斯雀科，构成了物种形成和适应进化研究的标志性模型。一个国际遗传科学家团队现已阐明了这些鸟类的进化历史，并从大约一百万年前的一个共同祖先中发现了一个影响喙形状并在鸟类进化中起作用的基因。

该研究于2月11日发表在《自然》杂志上，即查尔斯·达尔文诞辰206周年的前一天，阐明了进化的遗传基础，包括基因如何从一种物种流向另一种物种，以及基因的不同版本一个物种中的内在分子可以促进新谱系的形成。

在适当的条件下，例如与原始种群隔离和遗传差异的积累，这些血统最终可以进化为全新的物种。

乌普萨拉大学，瑞典农业科学大学和德克萨斯农工大学的莱夫·安德森教授领导的研究小组与DNA样品合作，通过比较代表所有加拉帕戈斯雀科物种和120种鸟类的120种鸟类的基因组，确定了影响喙形的基因。近亲。

研究第一作者乌普萨拉大学的博士生Sangeet Lamichhaney说：“为了研究它们的进化史，我们现在已经对120只鸟类进行了测序，包括达尔文雀类的所有已知物种以及两个密切相关的物种。”

科学家们发现了一段带有钝喙的DNA，看起来像是大型地面雀科(Geospiza magnirostris)，而带有尖喙的物种，如大型仙人掌雀科(Geospiza conirostris)，它们看上去却有所不同。

在那段DNA中，他们发现了一个称为ALX1的基因，该基因先前在人和小鼠中被发现与面部特征的形成有关。使该基因失活的突变会导致人类严重的先天缺陷。

《自然》杂志资深作者安德森教授说：“这是一个有趣的例子，其中对正常发育至关重要的基因中的轻度突变会导致表型进化。”

但是这项研究最令人兴奋和有趣的发现是，ALX1在同一物种的个体之间也有所不同。

例如，中型雀科(Geospiza fortis)物种包括一些鸟喙较钝的鸟，而另一些鸟则带有尖嘴的鸟。

普林斯顿大学的合著者彼得·格兰特教授说：“这项发现意义重大，因为它表明了进化是如何发生的。”

在一个物种中，当某些个体具有有助于生存的性状时，例如钝喙使它们能够裂开坚硬的种子覆盖物，那么他们会将这种性状的基因传递给后代，而有尖喙的人则具有死了

彼得·格兰特教授说：“这是自然选择可以起作用的遗传变异。”

该研究还增加了当两个密切相关物种的个体交配时基因如何从一个物种转移到另一物种的已知知识。

尽管在许多鸟类中，最终的雏鸡都是不育的，但是加拉帕戈斯雀的杂交后代可以与两个亲本中的任何一个交配。

所产生的雏鸡将通过歌曲和外表与另一亲本物种识别，但是它们将携带来自两个亲本的基因。

通过这种称为基因流的过程，遗传物质可以在物种之间移动，并有助于新物种的发展。

“在加拉帕戈斯群岛上进行实地考察时，我们观察到许多达尔文雀科物种之间杂交的例子，但这些杂交的长期进化效果尚不清楚，”彼得·格兰特教授和他的妻子普林斯顿大学的罗斯玛丽·格兰特博士说，是该研究的合著者。

彼得·格兰特教授补充说：“现在我们可以安全地得出结论，种间杂交在雀类的进化中起着关键作用，并为维持其遗传多样性做出了贡献。”

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