Шотландские крапивники могут превратиться в новый вид из-за островного гигантизма

Крапивники, обитающие на удаленных шотландских островах, демонстрируют ученым редкий пример эволюции в действии. Согласно новому исследованию Бирмингемского университета, несколько изолированных популяций этих птиц эволюционируют независимо, причем некоторые из них становятся значительно крупнее своих сородичей с материка.

Результаты, опубликованные в журнале Evolutionary Journal of the Linnean Society, описывают четыре подвида крапивников, обитающих в Шотландии: на Шетландских островах, Фэр-Айле, Внешних Гебридах и острове Сент-Килда. Несмотря на схожие островные условия, каждая популяция пошла своим эволюционным путем.

Исследователи обнаружили яркие примеры «островного гигантизма» у крапивников с Шетландских островов и Сент-Килды. Это явление, при котором изолированные на островах животные становятся гораздо крупнее материковых родственников, известно по гигантским черепахам Галапагосских островов и вымершему дронту с Маврикия.

Разница в размерах оказалась разительной. Вес крапивников с материковой Британии обычно составляет от 7 до 10 граммов. На Сент-Килде же птицы весят от 13 до 16 граммов. Крупнейшие особи с Сент-Килды более чем вдвое тяжелее самых мелких крапивников на материке. Это ставит их в число 25% самых ярких случаев островного гигантизма среди птиц в мире.

Ученые также обнаружили мало свидетельств того, что крапивники с Шетландских островов и Сент-Килды регулярно скрещиваются с материковыми популяциями. Длительная изоляция, по-видимому, позволила им развить уникальные физические черты, песни и генетику.

«Мы выяснили, что все четыре шотландских подвида крапивников генетически отличаются от крапивников материковой Британии, причем крапивники с Шетландских островов и Сент-Килды особенно сильно различаются как по внешнему виду, так и по песням. Их генетическая уникальность настолько высока, что они, вероятно, находятся на пути к превращению в новые виды», — заявил ведущий автор исследования доктор Михал Езерский из Школы географии, наук о Земле и окружающей среде.

Для изучения островной эволюции исследователи сравнили островных птиц с материковыми, используя промеры тела, записи песен и полногеномное секвенирование. Это исследование стало одним из самых детальных изучений биологических процессов, лежащих в основе так называемых «островных синдромов». Эти эволюционные закономерности, наблюдаемые у многих островных видов, часто включают увеличение размеров тела, большую продолжительность жизни, замедленное размножение и, у птиц, снижение способности к полету.

На островах, где обитает, по оценкам, от 20% до 30% видов Земли, изоляция в сочетании с меньшим количеством хищников и конкуренции создает условия для необычных эволюционных путей.

«Наше исследование показывает, что острова со схожей средой могут приводить к одинаковым эволюционным результатам, используя разные генетические пути. Шотландские крапивники служат для нас отличным примером для понимания механизмов формирования островного биоразнообразия по всему миру», — отметил соавтор исследования Уилл Смит из Ноттингемского университета.

Анализ генома показал, что каждая островная популяция генетически уникальна и в значительной степени изолирована от других. Несмотря на внешнее сходство крапивников с Шетландских островов и Сент-Килды, генетические изменения, связанные с их эволюцией, в основном различны. Исследователи называют это примером «параллельной эволюции», когда сходное давление среды независимо приводит к схожим результатам.

«Наши геномные данные указывают на то, что крапивники с Шетландских островов и Сент-Килды генетически отличаются друг от друга, несмотря на сходство во внешности. Это означает, что их островной гигантизм — случай параллельной эволюции, когда схожая исходная популяция (вероятно, колонисты с материковой Британии) попала на каждый архипелаг, а затем независимо эволюционировала в островных гигантов. В процессе их песни также стали сильно отличаться от песен материковых птиц», — добавил доктор Езерский.

Крапивники с Фэр-Айла и Внешних Гебрид остались генетически более близки к материковым птицам, что показывает, как сильно может различаться островная эволюция даже на соседних островах. Увеличение размеров тела у гигантских крапивников сопровождалось другими островными чертами, включая различия в оперении, пропорциях тела и песнях. Исследователи считают, что шотландские крапивники могут стать важной моделью для будущих исследований движущих сил эволюции на островах по всему миру.