Новый вид за три поколения

Галапагосские вьюрки считаются классическим примером быстрого видообразования. Все пятнадцать современных видов произошли от единого вида-предка, появившегося на островах всего несколько миллионов лет назад. Однако, согласно последним исследованиям, новые виды вьюрков могут возникать буквально за считанные поколения.

Супруги Розмари и Питер Грант посвятили 40 лет изучению вьюрков Галапагосского архипелага. Начиная с 1973 года они проводили на островах по 6 месяцев в году, наблюдая за птицами. Собранные ими данные легли в основу нескольких крупных исследований, одно из которых [1] было опубликовано на прошлой неделе в журнале Science.

История началась в 1981 году, когда студент, работавший с Грантами на острове Дафне-Майор (Daphne Major), заметил вьюрка-пришельца, значительно превосходившего размерами все три вида местных вьюрков. Исследователи поймали пришельца, взяли у него кровь и отпустили. Проведенный впоследствии генетический анализ крови показал, что это был большой кактусовый земляной вьюрок Geospiza conirostris, какие водятся на одном единственном острове более чем в ста километрах от места поимки. Для вьюрков нехарактерны столь далекие перелеты, так что это событие было выдающимся. Исследователи проследили за судьбой пришельца и шести поколений его потомков.

На острове Дафне мигрант осел и завел подругу из местных средних земляных вьюрков G. fortis (номер 2 на рис. 1). От этой связи появились птенцы — как и отец, необычно большие, с большими клювами и поющие странные песни. Один из сыновей образовал пару с самкой того же местного вида, из которого была его мать, а остальные потомки скрещивались между собой.

Предыдущие исследования показали, что на выбор партнеров у вьюрков влияют размеры тела, клюва и манера пения, а кроме того, в раннем возрасте происходит импринтинг, и птенцы запоминают в качестве образца параметры родителей. Так что вполне возможно, что гибридные потомки не имели успеха у местных вьюрков, а сами находили привлекательными только своих родственников. Подобный пример репродуктивной изоляции гибридов был описан ранее у бабочек рода Heliconius, у которых цвет крыльев гибрида оказался непривлекательным для представителей родительских видов [2].

В 2003–2005 годах во время сильной засухи на острове Дафне погибли практически все представители новой линии вьюрков, кроме брата с сестрой из третьего поколения. Начиная с этого момента их потомки полностью игнорировали все три местных вида вьюрков и скрещивались исключительно между собой (рис. 2). На протяжении всего этого времени исследователи метили каждое новое поколение и брали образцы крови. Дальнейшее полногеномное секвенирование собранных образцов подтвердило описанные родственные связи и отсутствие скрещиваний с другими видами после третьего поколения. Начиная с третьего поколения гибриды оказались полностью репродуктивно изолированы.

Несмотря на огромное количество близкородственных скрещиваний, новая линия вьюрков оказалась экологически успешной. Большой клюв позволял им переживать засухи, питаясь семенами растения Tribulus cistoides (якорец ладанниковый), которые местным вьюркам не всегда удавалось разгрызть. Так что к моменту окончания исследования в 2012 году на острове жили уже четыре вида вьюрков разных размеров с клювами разной формы, поющих по-разному и не скрещивающихся между собой.

Птицы нового вида уже не были похожи на прародителя и пели иначе, так что большие кактусовые земляные вьюрки, живущие за сотню километров от Дафне, тоже вряд ли приняли бы их за своих. Выходит, всего за несколько поколений на глазах у исследователей появился новый вид птиц, которых изучал еще Дарвин.

Стоит отметить, что гибридизация может как создавать новые виды, так и уничтожать старые. На острове Флореана того же Галапагосского архипелага два вида вьюрков постепенно сливаются в один, потому что их гибриды оказались более устойчивы к паразитическим мухам, занесенным на остров [3]. В то же время далекие родственники этих вьюрков, живущие в городах, нашли другой интересный способ борьбы с паразитами: они научились притаскивать в гнезда сигаретные окурки [4]. Но это уже совсем другая история.

Зоя Червонцева,
аспирантка ФББ МГУ им. Ломоносова

1. Lamichhaney S., Han F., Webster M. T., Andersson L., Grant B. R., Grant P. R. Rapid hybrid speciation in Darwin’s finches // Science. 23.11.2017.
2. Mavárez J., Salazar C. A., Bermingham E., Salcedo C., Jiggins C. D., Linares M. Speciation by hybridization in Heliconius butterflies // Nature. 2006. 441(7095). Р. 868–871.
3. Kleindorfer S., O’connor J. A., Dudaniec R. Y., Myers S. A., Robertson J., Sulloway F. J. Species collapse via hybridization in Darwin’s tree finches // Am Nat. 2014. 183(3). Р. 325–341.
4. Suárez-Rodríguez M. and Garcia C. M. An experimental demonstration that house finches add cigarette butts in response to ectoparasites // J Avian Biol. 2017. (48). Р. 1316–1321.