新的研究表明,北部红衣主教的人口 - 在美国最普遍的后院鸟类之一 - 正在两个相邻的沙漠中进行物种形成。这项分析遗传学和声音行为的研究提供了有关鸟类物种形成早期步骤的线索。该研究发表在“生态与进化”杂志上。
“一般来说,歌曲对描述和识别鸟类非常重要,”主要作者Kaiya Provost说,他是比较生物学博士。美国自然历史博物馆理查德吉尔德研究生院的候选人。“大多数研究都认为,在产生新鸟类的过程中,歌曲的差异很重要。但是,在野生鸟类中利用遗传和行为来观察物种形成真的很困难。我们出去测试这两个生物学领域。狂野的沙漠鸟类来看全文。“
研究人员将重点放在两个沙漠中的北部红衣主教人口:索诺兰沙漠,其中包括亚利桑那州,加利福尼亚州和墨西哥的部分地区;和Chihuahuan沙漠,包括德克萨斯州,新墨西哥州,亚利桑那州和墨西哥的部分地区。沙漠被大约120英里的高海拔平原隔开。对这些地区鸟类的DNA进行分析表明,这两个种群已经分离了至少50万年,可能长达100万年,“可能已经足够大,可以完成物种形成过程,”普罗沃斯特说。
与此同时,研究人员还研究了这些人群与歌曲相关的行为。歌曲在鸟类吸引和留下潜在配偶的能力方面起着至关重要的作用。如果两只鸟不能相互交流,例如,通过唱不同类型的歌曲,它们就不太可能繁殖。随着时间的推移,不相互繁殖的种群将积累越来越多的遗传差异。随着时间的推移,这两个过程可以相互反馈,并引导人群走向物种形成的道路。
为了调查,普罗沃斯特和她的合作者 - 博物馆鸟类学系的助理策展人布莱恩史密斯和纽约基因组中心研究员威廉莫克三世创建了他们在每个沙漠中进行的鸟类歌曲实验。每个音频系列包含四个雄性鸟类的录音:邻近的红衣主教,来自同一个沙漠但距离很近的枢机主教,来自邻近沙漠的红衣主教,以及仙人掌W的控制录音。
在索诺兰沙漠中,男性红衣主教对来自邻近鸟类的录制歌曲作出了反应 - 飞来飞去寻找“入侵者”并大声唱歌。生活在更远的鸟类的歌曲,无论是来自同一个沙漠还是来自相邻的沙漠,都被忽略了。
“正如你所料,我们看到这些鸟对他们的隔壁邻居的歌曲非常具有攻击性,但是一旦它们之间有足够的距离,他们就不再理解这些歌曲,”普罗沃斯特说。“就像你在葡萄牙讲葡萄牙语一样,你可能会理解西班牙语,你可能会理解法语,但如果你继续走得越来越远,最终你会用德语或阿拉伯语 - 不熟悉的语言,你可以不解析。“
在Chihuahuan沙漠中,红衣主教也对来自近邻的歌曲采取积极行动。而且,就像索诺兰鸟一样,他们忽略了平原上鸟类的歌曲。但是,与Sonoran红衣主教相比,他们对来自同一个沙漠中的遥远邻居的歌曲非常咄咄逼人。
“我们不确定为什么会有区别,但你可以把它想象成这些Chihuahuan鸟用葡萄牙语唱歌并用西班牙语听歌。它有点不同但他们仍然理解它,他们仍然认为它是入侵者,”教务长说过。“有一些东西可以让这两组歌曲联系在一起。”
分类学家面临的主要挑战之一是如何识别年轻物种,或在物种和种群之间划清界线。就北方红衣主教而言,作者说有越来越多的证据表明美国有多种物种。史密斯说:“通过将行为实验与人口历史的遗传估计结合起来,我们找到了确凿的证据证明物种形成过程非常先进。”“越来越难以说它们是单一物种。”