蘇格蘭鷦鷯可能透過島嶼巨人​​進化成新物種

結果發表於 林奈學會進化雜誌，重點關注蘇格蘭發現的四種島嶼亞型：設得蘭群島、維爾島、外赫布里底群島和聖基爾達島。儘管這些鳥類生活在相似的島嶼環境中，但每個群體都遵循自己的進化道路。

研究人員在來自設得蘭群島和聖基爾達的鷦鷯身上發現了特別引人注目的「島嶼巨人症」例子。當島嶼上孤立的動物變得比大陸上發現的相關物種大得多時，就會出現島嶼巨人症。著名的例子包括加拉巴哥群島的巨龜和毛里求斯已滅絕的渡渡鳥。

蘇格蘭偏遠島嶼上的巨型鷦鷯

研究中揭示的尺寸差異是巨大的。來自英國本土的鷦鷯通常重 7 至 10 克。但在聖基爾達，這些鳥的重量在 13 至 16 克之間。

據研究人員稱，最大的聖基爾達鷦鷯的大小是英國大陸發現的最小鷦鷯的兩倍多。這使得它們躋身全球已知島嶼巨鳥病例的前 25% 之列。

科學家也發現，幾乎沒有證據顯示來自設得蘭群島和聖基爾達的鷦鷯經常與大陸族群雜交。長期與世隔絕的生活似乎讓他們形成了獨特的身體特徵、歌曲和基因。

該研究的主要作者、地理、地球與環境科學學院的 Michal Jezierski 博士說：「我們發現所有四種蘇格蘭鷦鷯亞種在基因上都與英國大陸發現的鷦鷯不同；設得蘭鷦鷯和聖基爾達鷦鷯在外觀和鳴叫方面尤其獨特。

科學家是如何研究鷦鷯島的？

為了更好地了解該島是如何進化的，研究人員使用身體測量、歌曲錄音和全基因組序列將蘇格蘭島嶼鳥類與來自英國大陸的鷦鷯進行了比較。

這項研究提供了迄今為止對所謂「島嶼症候群」背後的生物過程最詳細的調查之一。這些演化模式在世界各地的許多島嶼物種中都可以看到，通常包括體型更大、壽命更長、繁殖速度更慢，以及鳥類的飛行能力下降。

這些島嶼是地球上約 20% 至 30% 的物種的家園，並以其非凡的野生動物而聞名，包括馬達加斯加狐猴和科莫多巨蜥。科學家認為，該島的孤立狀態，加上捕食者和競爭水平較低，創造了可能推動進化向不尋常方向發展的條件。

該研究的合著者、諾丁漢大學的威爾史密斯說：“我們的研究表明，具有相似環境的島嶼可以利用不同的遺傳途徑產生相似的進化結果。蘇格蘭鷦鷯為我們提供了一個強有力的案例研究，幫助我們了解世界各地島嶼生物多樣性產生的機制。”

蘇格蘭巨鷦鷯的平行演化

基因組分析顯示，島上所有居民的基因都不同，並且在很大程度上與其他居民隔離。儘管來自設得蘭群島和聖基爾達群島的鷦鷯看起來很相似，但與它們發育相關的基因變化卻大不相同。

研究人員表示，這指向了「平行演化」的一個例子，即相似的環境壓力獨立地產生相似的結果。

Jezierski博士補充說：「我們的基因組數據表明，設得蘭群島和聖基爾達雷恩斯群島儘管外表相似，但在基因上卻彼此不同。這意味著它們的島嶼巨人主義是『平行進化』的一個例子，相似的土著人（可能是來自英國大陸的殖民者）到達每個島嶼群島，然後獨立進化成島嶼巨人。在這個過程中，「鳥類也變得非常不同」。

來自費爾島和外赫布里底群島的鷦鷯在基因上仍然與大陸鳥類更加相似，這表明即使在附近的島嶼上，島嶼的進化也可能存在很大差異。

進化變化的罕見窗口

巨型鷦鷯的較大體型是與其他與島嶼相關的特徵一起進化的，包括羽毛、身體比例和鳴叫模式的差異。研究人員表示，這支持了島嶼環境以可預測的方式不斷塑造演化的觀點。

然而，科學家們仍然不完全理解為什麼島嶼症候群會發生，或者這些特徵如何幫助物種適應島嶼生態系統。團隊相信，蘇格蘭鷦鷯可能成為未來研究推動世界各地島嶼進化的力量的重要模型。