国際研究チームは、約 4,000 羽のダーウィンフィンチの最大のゲノム データ セットを使用して、この象徴的な鳥の進化的変化を研究しました。サイエンス誌に掲載されたこの研究は、フィンチの適応の遺伝的基盤を明らかにする数十年にわたる研究に基づいており、進化のメカニズムを理解する上での長期観察の重要性を強調している。
国際的な研究者チームは最近、自然集団における現代の進化的変化に関する画期的な研究を発表した。この研究は、ダーウィンフィンチの自然生息地に生息する約 4,000 頭の動物の最も広範なゲノム データセットを利用して、この象徴的なグループにおける適応の遺伝的基盤を明らかにしています。この研究結果は最近サイエンス誌に掲載されました。
ダーウィンがガラパゴス諸島のフィンチについて書いて以来、生物学者はこれらの小さな鳴き鳥がどのように進化したのかを理解するために研究してきました。過去 100 万年の間に、1 つの祖先種が 18 の異なる種に進化しました。研究生物としてのダーウィンフィンチの利点は、種の進化の初期段階を実証できることです。
プリンストン大学のピーター・グラントとローズマリー・グラントは、1970年代以来、ダーウィンフィンチのほぼすべての個体を追跡してきた。彼らの研究は、ダフネ・メジャーフィンチが環境の変化や種間の相互作用に応じて進化したことを示しています。国際研究チームは、ダフネ島で研究されているほぼすべてのフィンチのゲノムを解読し、適応変化の遺伝構造を明らかにした。
「これは、はるか過去の進化的変化についての私たちの理解と現在の観察を組み合わせる、非常に刺激的な機会だと思います」と、この研究の筆頭著者であり、ウプサラ大学の元博士研究員であるエリック・エンボディ氏は述べた。 「ゲノムデータは、野外で鳥を観察し、その進化に影響を与える要因を理解することを可能にする強力なツールであり、ガラパゴス諸島での数十年にわたる研究なしには、この規模の研究は不可能でしょう。」
この研究の上級著者であるレイフ・アンダーソン氏（ウプサラ大学およびテキサスA&M大学）は、「私たちの発見の顕著な特徴の1つは、フィンチのくちばしの大きな変異を説明できる遺伝子座がわずかに少ないことである。これらの遺伝的変化が進化すると思われる方法の1つは、複数の遺伝子を束ねて、環境の変化に応じて自然選択を可能にすることによるものである」と述べた。
多くの遺伝的変異は、人間の身長のばらつきのほんの一部にすぎないため、これらの結果は人間の遺伝学者を驚かせるかもしれません。
30年間の研究でフィンチのくちばしは小さくなった。研究者らは、ダフネに生息するすべてのフィンチのゲノムを用いて、これは、ヒメフィンチの遺伝子が異種交配や干ばつの期間を通じて移入され、くちばしが小さい個体のほうがよりよく生き残るためであることを発見した。この研究は、進化的変化のメカニズムを理解するための長期研究の価値を強調しています。
研究者らは各鳥の翼静脈から血液を一滴採取し、各鳥にバンドを取り付けた。これにより、彼らを追跡して、どのくらいの期間生存するか、誰と交尾するか、そして子孫を判断することができます。
ローズマリー・グラント氏は、「研究全体を通じて血液サンプルを収集することで、技術が成熟した時点でそのサンプルをゲノム研究に使用できる」と付け加えた。
研究者らは中陸フィンチだけでなく、島の 4 種類のフィンチの群落全体を研究しました。島の状況が変化し、中型の地上フィンチとの交配が増加するにつれて、サボテンフィンチのくちばしは徐々に鈍くなりました。この研究は、種が遺伝的変化や、場合によっては種間で受け継がれる大きな表現型の影響を通じて、変化する環境にどのように適応するかをダイナミックに描いています。地球環境が変化し続ける中、ガラパゴス諸島のフィンチは、鳥類、その遺伝子構造、環境がどのように相互作用して野生個体群の将来を形作るのかを知る貴重な手がかりとなるでしょう。