قطع ساوث هیلز، به طور بالقوه گونه ای تازه کشف شده از فنچ، در طول 6000 سال گذشته با وابستگی منحصر به فرد به منبع غذایی آن، کاج کوهستانی راکی، در یک مسابقه تسلیحاتی تکاملی تکامل یافته است که همچنین تغییر کرده است. درخت، بر اساس یک مطالعه ژنومی به رهبری تام پرچمن، زیست شناس در دانشگاه نوادا، رنو.
تکامل نسبتاً سریع در دو رشته کوه کوچک حوضه بزرگ در جنوب آیداهو، درست در آن سوی مرز نوادا رخ داد. برخلاف دیگر منقارهای قرمز مهاجر آمریکای شمالی، نوک تپه جنوبی ساکن دائمی این رشته کوه کوچک است، در حالی که سایر اکوتیپ ها به طور منظم در منطقه حرکت می کنند و حتی در آن زاد و ولد می کنند.
پرچمن گفت: "در غیاب شکارچی معمولی برای کاج‌های چوبی، سنجاب‌های قرمز که رقبای برتر دانه‌های کاج هستند، تیغه جنوبی هیلز به برداشت‌کننده اصلی دانه‌های مخروط کاج تبدیل شد." فنچ به طور هوس‌باز و منحصراً از دانه‌های کاج تغذیه می‌کند، که باعث شد درخت دفاع بذری ایجاد کند که برداشت دانه‌ها را برای پرندگان سخت‌تر می‌کند. در یک مسابقه تسلیحاتی هم تکاملی که باعث واگرایی تکاملی این جمعیت منحصر به فرد پرنده شده است."
Parchman، متخصص ژنتیک تکاملی و اکولوژیکی در کالج علوم دانشگاه، نویسنده اصلی مقاله علمی اخیراً منتشر شده در مجله Molecular Ecology است که جزئیات این مطالعه را شرح می دهد، اوج چندین سال کار با او. همکاران الکس بورکل و کریگ بنکمن از دانشگاه وایومینگ، و ویکتور سوریا-کاراسکو از دانشگاه شفیلد، انگلستان.
Parchman در حال مطالعه تنوع و ژنتیک تکاملی نوک های متقاطع در ایالات متحده و اروپا بوده است. از جمله چیزهایی که به نظر او جذاب بود این است که آنها گروهی از فنچ ها هستند که برای تغذیه از دانه های مخروط گونه های مخروطی مختلف که علیرغم فقدان آشکار انزوای جغرافیایی، مورفولوژی های متفاوتی از منقار دارند، بسیار تخصصی هستند. او و همکارانش شواهدی ارائه می‌کنند که نشان می‌دهد یک مسابقه تسلیحاتی تکاملی منجر به تمایز ژنتیکی شده و باعث تکامل گونه‌ای جدید، شاید در یک دوره زمانی بسیار کوتاه شده است. این تیم ساختار ژنتیکی 9 اکوتیپ از منقار قرمز را مورد مطالعه قرار دادند.
«تاریخ طولانی تحقیقات به دنبال ارتباط مستقیم تکامل همزمان با منشأ گونه‌های جدید بوده است، اما هیچ‌کدام نتوانسته است به اندازه ما در اینجا ارتباط واضحی ایجاد کند. "مطالعه ما یک تکه از پازل است، یک نگاه به این تکامل همزمان. این شاید بهترین و تنها مثال واضح از سازگاری متقابل بین دو گونه باشد که مستقیماً در فرآیند گونه زایی (تشکیل گونه های جدید و متمایز) مشارکت دارند."
داده های ژنومی در این مقاله به سابقه طولانی تحقیقات در مورد تعامل هم تکاملی بین کاج و منقارهای قرمز در تپه های جنوبی آیداهو کمک می کند تا یکی از تنها نمونه های مستند به خوبی از هم تکاملی ایجاد کند که مستقیماً باعث شکل گیری یک گونه جدید این اثر متکی است و مکمل کار بنکمن است که 30 تا 40 سال گذشته حرفه خود را صرف مطالعه این پرندگان و زیستگاه آنها کرده است. پرچمن از سال 1999 که بنکمن جمعیت را کشف کرد، روی این مطالعات با بنکمن کار کرده است.
فنچ های قابل توجه
پرندگان کوچک مایل به قرمز در دسته‌های کوچک جمع می‌شوند و جمعیت تپه‌های جنوبی حدود 4000 نفر تخمین زده می‌شود. پرندگان تپه‌های جنوبی ساکن هستند - آنها مهاجرت نمی‌کنند - در حالی که 9 نوع شناسایی شده دیگر اغلب از آنجا نقل مکان می‌کنند. و از منطقه برای پرورش استفاده کنید. 9 اکوتیپ دیگر تمایلات معمول عشایری را نشان می‌دهند که در جابجایی تا 1800 مایل در جستجوی محصولات مخروطی مخروطی فراوان هستند.
پرچمن گفت: «تکاملی بین دیگر گونه‌های منقل و کاج نیز رخ می‌دهد، اما نوک تپه جنوبی با جزئیات اکولوژیکی استثنایی مورد مطالعه قرار گرفته است. ما ابتدا فکر می‌کردیم که آمیخته‌سازی وجود خواهد داشت، اما مطالعات قبلی بنکمن و گروهش نشان می‌دهد که بازدیدکنندگان کوچ‌نشین کوچکتر به نظر نمی‌رسد با پرندگان تپه‌های جنوبی آمیخته شوند. اما رویکردهای ژنتیکی آن زمان پرهزینه، کند و وضوح بسیار ضعیفی داشتند. با فناوری‌های جدید ژنومی امروزی، اکنون می‌توانیم الگوهای تمایز ژنومی را در مقیاس خوب ببینیم که در گذشته به سادگی نمی‌توانستیم آنها را ببینیم.»
پرندگان رنگارنگ را می توان با منقارهای بزرگتر و عمیق تر آنها شناسایی کرد، اما آنها همچنین صدای متفاوتی نسبت به سایر اکوتیپ های منقار دارند.
"آواز آنها، فراخوان پرواز آنها، نحوه دسته بندی اکوتیپ های ضربدری در صورت عدم وجود اطلاعات در مورد اندازه صورتحساب آنها است." او گفت.
پرچمن گفت: "مقاله ما شواهد ژنومی را برای متمایز بودن این جمعیت سازگار محلی از منقارهای قرمز قرمز ارائه می دهد که در نهایت می تواند منجر به شناسایی یک گونه جدید پرنده شود، یک اتفاق بسیار نادر در آمریکای شمالی." پرنده شناسان به شدت به تعیین گونه های جدید بالقوه علاقه مند هستند، اما مهمتر از آن، چندین دهه علاقه به درک ارتباط بین تکامل همزمان و شکل گیری گونه های جدید وجود داشته است، اما نمونه های تجربی با چنین شواهدی مبهم بوده اند..
"پرچمن گفت:"این یکی از منحصربفردترین دودمان کراسبیل در جهان است، اما ممکن است در راه انقراض باشد." "به دلیل گرم شدن آب و هوا، ما می‌توانیم به کاهش منابع غذایی آنها در 100 سال آینده نگاه کنیم - یا اگر یک آتش‌سوزی فاجعه‌بار جنگلی یا هجوم بزرگ سوسک‌های پوستی رخ دهد، زودتر از آن. این ممکن است یک نمونه زودگذر از تکامل همزمان باشد که بر گونه‌زایی تاثیر می‌گذارد، اما ما داریم به اندازه کافی آن را مشاهده کرد تا ببیند که می تواند اتفاق بیفتد و ممکن است در موقعیت های مشابه دیگر رخ دهد."
