Genomy Darwinových pěnkav řekl o adaptaci a evoluce ptáků

Výzkumníci z Princeton University (USA) a Uppsala University (Švédsko) studoval genetiku Galapágy nebo Darwinových pěnkav (Geospizinae), jejíž anglický přírodovědec Charles Darwin popsaných během své cesty kolem světa na lodi "beagle",

Jeho druhé jméno kotouče dostal na počest Charlese Darwina, který nejprve ocenil jejich význam z hlediska evoluční biologie (foto B. R. Grant).

"Dozvěděli jsme se více o genetickém základě vývoje, a to je vzrušující objevy"- říká v tiskové zprávě Peter Grant (Peter Grant), profesor zoologie, ekologie a evoluční biologie na univerzitě v Princetonu.

Spolu se svou ženou a spoluautor Rosemary Grant (B. Rosemary Grant), Peter pěnkavy studií za posledních 40 let na vyprahlé skalnaté ostrovy Daphne (Daphne Island) a Genovesa, která je součástí souostroví Galapágy.

Po manželky Grant odebraných vzorků DNA a zkoumal jejich dešifrována vědce Uppsala. Vědci srovnávali genomy 120 ptáků patřících k 15 druhů Darwinových pěnkav a dvou blízce příbuzných druhů.

Nakonec se identifikovali oblast DNA, který vypadal odlišné druhů s tupým zobáky (jako je například velký důvod finch Geospiza magnirostris) ve srovnání s Sharpbeak druhů (např velký kaktusu Finch Geospiza conirostris).

V této oblasti DNA byla zjištěna výzkumníky genem, známý jako ALX1, který byl dříve identifikován u lidí a u myší, jak je zodpovědný za tvorbu obličejové rysy. Mutace, které potlačují aktivitu tohoto genu způsobit závažné vrozené vady u lidí (např., Rozštěpy patra).

"Jedná se o velmi zajímavý příklad: malé mutace v genu, který je nezbytný pro normální vývoj, vedou k fenotypové (pozorovatelné) evoluce"- říká Leif Andersson (Leif Andersson), profesor funkční genomiky na univerzitě v Uppsale.

Jeho druhé jméno kotouče dostal na počest Charlese Darwina, který nejprve ocenil jejich význam z hlediska evoluční biologie (foto K. T. Grant).

Nicméně, nejvíce vzrušující a zajímavá studie ukázaly terminál zjištění, že jedno a totéž gen může mít různé jedinců stejného druhu.

Například členové druhu průměr hliněná navijáku (Geospiza fortis), se může projevit i tupý zobák a brousit.

Podle Petera Granta, tento závěr je velmi důležité - to ukazuje, jak vývoj situace může nastat v rámci druhu. Když někteří jedinci mají linku, která pomáhá přežití (např tupý zobák umožňuje otevřít tvrdá semena), příznivé geny budou předávány z generace na generaci, zatímco jedinci s ostrými zobáky postupně vymřít. Tato genetická variace je živý znázornění působení přirozeného výběru.

Stojí za zmínku, že tvar a velikost zobáku jsou klíčové pro přežití pěnkav na ostrovech, občas sužován suchem, vulkanická činnost a srážky, které přinesla jižní oscilace. Ptáci používají jejich zobáky otevřít tvrdá semena, odstranění hmyzu z provázání větví a pít nektar z květů kaktusu. Během ptáků sucho, je upraven pro extrahování potraviny z různých zdrojů, mají větší šanci na přežití.

Charles Darwin nejprve popsal pěnkavy a jejich vývoje během jeho cesty na lodi "beagle" (Foto SPL).

Během posledních čtyř desetiletí, granty a jejich kolegové zjistili, že tvar a velikost zobáky třikrát byly pro vývoj pěnkavy velmi důležité: v období extrémního sucha v roce 1977, 1985 a 2004.

Vědci také zjistili, že geny mohou být přeneseny z jednoho živočišného druhu na jiný v případě páření jedinců blízce příbuzných druhů. V mnoha druhů ptáků v tomto souboru okolností kuřat získat sterilní, což znamená, že nemůže pokračovat v závodě. Ale jak se ukázalo, že hybridní potomstvo Darwinových pěnkav může spojit s jednotlivci jedním ze dvou rodičovských druhů. Výsledné kuřata lze přičíst vědcům jednoho nebo jiného typu, v závislosti na vnějších charakteristik a zpěvu, ale ve skutečnosti nesou geny obou rodičů s více současně.

Velký důvod pěnkava z ostrova Daphne, Ekvádoru (Foto B. R. Grant).

Během tohoto procesu, známém jako introgresi (introgressiya), genetický materiál může být přenesen mezi druhy a usnadnit vznik nových druhů. Studie zjistila důkazy o rozsáhlých introgression nastat během posledních roků miliónu. Ukazuje se, že tento proces je prakticky vždy chvíle, kdy jsou kotouče obsazeny pouze souostroví.