表观遗传学可以解释达尔文雀如何应对快速的环境变化

研究中的两种雀形目鸟类。

根据开放存取期刊BMC Evolutionary Biology发表的最新研究，表观遗传学可以解释达尔文雀如何应对快速的环境变化。

研究人员通过研究加拉帕戈斯群岛两种达尔文雀的农村和城市种群，可以证明虽然遗传变异很小，但存在大量的表观遗传差异，这可能与城市化造成的环境差异有关。

犹他大学的博士生、该研究的第一作者萨布丽娜麦克纽(Sabrina McNew)表示，“加拉帕戈斯群岛的城市化刚刚发生，因此这是一个研究动物如何应对快速环境变化的好机会。”

来自华盛顿州立大学的资深作者迈克尔斯金纳博士说：“在我们研究的雀类中，种群之间的表观遗传变化是戏剧性的，但观察到的遗传变化非常小。我们认为表观遗传差异可能是可遗传的成分，这可以解释达尔文雀对城市环境的快速适应。这些雀有独特的饮食，这可以解释甲基化模式的差异，因为已知饮食会影响表观遗传学。这是目前进化生物学尚未认真考虑的新机制。

表观遗传学，尤其是被称为甲基化的DNA化学修饰，已经成为与群体成员之间的差异有关的可遗传成分，并可能在进化变化的分子基础中发挥作用。DNA甲基化可以由环境诱导，并可以影响基因表达，导致物理性质如大小的变化。

Sabrina McNew解释说，“我们无法确定这些甲基化差异如何影响雀类的形态或生理；然而，在群体水平上记录表观遗传变异是令人兴奋的。这个项目是理解表观遗传变化的第一步。参与改变环境。”

在这项研究中，作者从加拉帕戈斯群岛相距10公里的农村和城市地点捕获了两种达尔文雀的1000多只鸟，即中地雀(Geospiza fortis)和小地雀(G. fuliginosa)。对鸟类的形态学研究表明，城市环境中的东方田鼠在所有测量性状上都比农村环境中的东方田鼠大。根据研究人员的研究，城市和农村的黑鳃金龟之间没有记录的大小差异，这可能是因为这两个物种的饮食不同，也因为黑鳃金龟的大小变化不如东方金龟。

对鸟类的遗传分析表明，这两个物种的农村和城市种群的遗传组成差异很小。DNA甲基化模式的分析揭示了这两个物种的城市和农村人口之间的显著差异。

这项研究只比较了两组雀，所以不能肯定城市化是表观遗传学或形态学的关键影响因素。然而，这些结果与表观遗传变异在快速适应变化的环境中的潜在作用是一致的。未来的研究需要确定DNA甲基化对物理性质的直接影响，以及这些甲基化模式在进化中可能起作用的程度。

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