Похоже, что среди Гульдовых вьюрков работает основной механизм отбора, который позволяет этому виду производить и поддерживать особей с красными, черными и желтыми головами. Исследования ученых из Университета Шеффилда в Соединенном Королевстве, Корнеллской лаборатории орнитологии и других учреждений показывают, каким может быть этот дополнительный эволюционный процесс. Выводы были опубликованы сегодня в журнале Nature Communications.
«Большинство людей слышали о естественном отборе», - говорит ведущий автор Канг-Вук Ким из Университета Шеффилда. «Но «выживание наиболее приспособленных» не может объяснить цветовое разнообразие, которое мы наблюдаем у Гулдова вьюрка. Мы демонстрируем, что существует еще один эволюционный процесс - уравновешивающий отбор, - который поддерживал черный или красный цвет головы на протяжении тысяч поколений».
Желтоголовый тип (на самом деле более оранжевый) производится по совершенно другому механизму, который еще не изучен. Желтоголовые Гульдовы зяблики составляют менее одного процента дикой популяции.
«Наличие нескольких различных цветовых типов - полиморфизма - сохраняется внутри вида в течение длительного времени - крайне редкое явление», - объясняет соавтор Дэвид Тэйвс, который выполнял эту работу в качестве исследователя с докторской степенью в Корнельской лаборатории. сейчас в Университете штата Пенсильвания. «Естественный отбор обычно рассматривается линейно - мутация изменяет признак, который затем дает некоторое преимущество в репродуктивности или выживании, что приводит к увеличению потомства, и признак в конечном итоге становится единственным типом в популяции."
Исследования Университета Маккуори в Австралии показали, что рыжие зяблики имеют явное преимущество. Самки Гульдовых вьюрков всех мастей предпочитают рыжеволосых самцов, которые также занимают более доминирующее положение в социальной иерархии. Так почему же черноголовый тип не исчез? Оказывается, у рыжеволосых тоже есть недостатки, например, более высокий уровень гормонов стресса в соревновательных ситуациях.
«Если преимущества сводятся на нет одновременными недостатками, эти два цветовых типа могут сохраняться - это уравновешивающий отбор», - говорит Тэйвс. «Красные формы не так распространены в дикой природе, поэтому уравновешивающее давление снижает преимущество красного цвета. Это супер круто!»
Команды из Университета Шеффилда и Корнеллской лаборатории независимо друг от друга сосредоточились на конкретном гене, называемом фоллистатином, который находится в половой хромосоме Гулдовского вьюрка и регулирует меланин для производства рыжих или черноголовых зябликов. Вместо того, чтобы конкурировать, две команды решили объединить усилия и поделиться своими данными. Для желтой морфы другой ген, не расположенный на половой хромосоме, контролирует пигментацию головы, но он еще не обнаружен, и неясно, какие силы позволяют желтой морфе сохраняться в дикой природе.
С другой стороны, Тэйвс и его соавтор Скотт Тейлор из Университета Колорадо в Боулдере провели предыдущее исследование, которое выявило гены, которые, вероятно, управляют различиями в оперении между североамериканскими синекрылыми и золотистокрылыми камышевками. и одна из этих областей находится в одном и том же месте на половой хромосоме, которая различается у Гулдовских вьюрков с разным цветом головы.
«Мы не ожидали, что обнаружим точный геномный регион, который определяет различия в оперении как у Гулдова вьюрка, так и у двух певчих камышевок», - говорит Тэйвс. «Но теперь, когда мы это сделали, открывается возможность того, что одна и та же область у других видов также может контролировать цвет оперения."