达尔文雀的基因组分析识别“行动中的进化”背后的基因

来自乌普萨拉大学和普林斯顿大学的一个国际研究小组已经确定了一种特定的基因，该基因在一年内帮助刺激了达尔文的雀科物种中等地雀(Geospiza fortis)的永久物理变化。

达尔文的雀，也被称为加拉帕戈斯雀，是自适应辐射的经典例子。

据科学家称，他们的共同祖先大约200万年前抵达加拉帕戈斯群岛。

在过去的时间里，雀类已经演变成18种公认的物种，体型，喙形状，歌曲和摄食行为不同。

喙的大小和形状的变化使不同的物种能够利用不同的食物资源，例如我们的昆虫，种子，来自仙人掌花的花蜜以及来自海鸟的血液，所有这些都是由达尔文选择驱动的。

在同一研究小组的先前研究中，显示ALX1基因控制喙形状(尖或钝)。

在最新的研究中，科学家对代表6种物种的60只鸟进行了全基因组测序。这些包括小型，中型和大型地雀以及小型，中型和大型树雀。

他们确定了一种基因HMGA2，并证实它与喙大小以及体型在中等地雀中高度相关，这是一种在体型和喙大小上具有相当多样性的物种。

然后，他们分析了在加拉帕戈斯群岛2004-2005干旱期间存活的中等地雀的基因组，发现与具有基因变异的雀类相比，具有两组HMGA2的小喙基因变异的雀类更有可能存活下来。与较大的喙大小相关联。

结果于2016年4月22日发表在“科学”杂志上。

“We have demonstrated that HMGA2 played a critical role in this evolutionary shift and that the natural selection acting on this gene during the drought is one of the highest yet recorded in nature,” said co-author Prof. Peter Grant of Princeton University.

“Our data show that beak morphology is affected by many genes as is the case for most biological traits. However, we are convinced that we now have identified the two loci with the largest individual effects that have shaped the evolution of beak morphology among the Darwin’s finches,” said lead author Sangeet Lamichhaney from the Uppsala University’s Department of Medical Biochemistry and Microbiology.

The gene HMGA2 is not limited to finches. It has previously been associated with different body sizes in dogs and horses.

研究资深作者，乌普萨拉大学的Leif Andersson博士说：“它也是与人类身高变异最为一致的基因之一，由数百个基因决定。”

普林斯顿大学的共同作者Rosemary Grant博士说：“这项研究告诉我们，当环境压力很大时，像喙大小这样的复杂特征可以在短时间内显着发展。”

“我们知道细菌在实验室中可以很快进化，但在脊椎动物中短时间内发现强烈的进化变化是很不寻常的。”