Οι μικροσκοπικοί καρφοί που ζουν σε απομακρυσμένα νησιά της Σκωτίας δίνουν στους επιστήμονες μια σπάνια ματιά στην εξέλιξη στη δράση. Μια νέα μελέτη με επικεφαλής ερευνητές στο Πανεπιστήμιο του Μπέρμιγχαμ διαπίστωσε ότι αρκετοί απομονωμένοι νησιωτικοί πληθυσμοί καρφιών εξελίσσονται ανεξάρτητα, με μερικούς να γίνονται δραματικά μεγαλύτεροι από τους συγγενείς τους στην ηπειρωτική χώρα.
Αποτελέσματα, δημοσιευμένα Evolutionary Journal of the Linnean SocietyΕπικεντρωθείτε σε τέσσερα υποείδη νησιών που βρίσκονται στη Σκωτία: Shetland, Fair Isle, Outer Hebrides και St Kilda. Αν και αυτά τα πουλιά ζουν στο ίδιο νησιωτικό περιβάλλον, κάθε πληθυσμός έχει ακολουθήσει τη δική του εξελικτική πορεία.
Οι ερευνητές ανακάλυψαν αξιοσημείωτα παραδείγματα «νησιωτικής τεράστιας έκτασης» στο Shetland και στο St Kilda’s Wrens. Ο γιγαντισμός των νησιών συμβαίνει όταν τα ζώα που απομονώνονται σε νησιά γίνονται πολύ μεγαλύτερα από συγγενικά είδη στην ηπειρωτική χώρα. Διάσημα παραδείγματα περιλαμβάνουν τη γιγάντια χελώνα των Γκαλαπάγκος και το εξαφανισμένο ντόντο του Μαυρικίου.
Γιγαντιαία βαρέλια σε απομακρυσμένα νησιά της Σκωτίας
Οι διαφορές μεγέθους που αποκαλύφθηκαν στη μελέτη ήταν δραματικές. Τα Wrens από την ηπειρωτική Βρετανία ζυγίζουν συνήθως μεταξύ 7 και 10 γραμμαρίων. Ωστόσο, στο St Kilda τα πουλιά ζύγιζαν μεταξύ 13 και 16 γραμμαρίων.
Σύμφωνα με ερευνητές, οι μεγαλύτεροι καρφοί St Kilda είναι περισσότερο από διπλάσιοι από τους μικρότερους καρφίτσες που βρέθηκαν στην ηπειρωτική Μεγάλη Βρετανία. Αυτό τους τοποθετεί στο 25% των γνωστών περιπτώσεων γιγάντωσης νησιών μεταξύ των πτηνών παγκοσμίως.
Οι επιστήμονες βρήκαν επίσης ελάχιστα στοιχεία που να αποδεικνύουν ότι τα στελέχη Shetland και St Kilda διασταυρώνονται τακτικά με πληθυσμούς της ηπειρωτικής χώρας. Η μακρά απομόνωσή τους φαίνεται ότι τους επέτρεψε να αναπτύξουν μοναδικά φυσικά χαρακτηριστικά, τραγούδια και γενετική.
Η Σχολή Γεωγραφίας, Γης και Περιβαλλοντικών Επιστημών και ο κύριος συγγραφέας της μελέτης, Δρ Michal Zezierski, δήλωσε: «Βρήκαμε ότι και τα τέσσερα υποείδη σκωτσέζικου στρίφους διαφέρουν γενετικά από τα σκωτσέζικα στεφάνια στην ηπειρωτική Βρετανία· με τους καρφιά Shetland και St Kilda να είναι ιδιαίτερα διακριτοί τόσο στην εμφάνιση όσο και στο τραγούδι, επομένως είναι πιθανό να γίνουν νέο είδος».
Πώς οι επιστήμονες μελετούν τα Island Wrens
Για να κατανοήσουν καλύτερα πώς λειτουργεί η εξέλιξη των νησιών, οι ερευνητές συνέκριναν τα πτηνά των νησιών της Σκωτίας με τους καρπούς της ηπειρωτικής Βρετανίας χρησιμοποιώντας μετρήσεις σώματος, ηχογραφήσεις τραγουδιών και αλληλουχία ολόκληρου του γονιδιώματος.
Η μελέτη παρείχε μια από τις πιο λεπτομερείς έρευνες μέχρι στιγμής για τους βιολογικούς μηχανισμούς πίσω από το λεγόμενο «σύνδρομο του νησιού». Αυτά τα εξελικτικά μοτίβα παρατηρούνται σε πολλά νησιωτικά είδη σε όλο τον κόσμο και συχνά χαρακτηρίζονται από μεγαλύτερο μέγεθος σώματος, μεγαλύτερη διάρκεια ζωής, πιο αργή αναπαραγωγή και, στα πτηνά, μειωμένη ικανότητα να πετούν.
Το αρχιπέλαγος φιλοξενεί περίπου το 20% έως 30% των ειδών του κόσμου και είναι πολύ γνωστό για την ασυνήθιστη άγρια ζωή του, συμπεριλαμβανομένου του λεμούριου της Μαδαγασκάρης και του δράκου Komodo. Οι επιστήμονες πιστεύουν ότι η απομόνωση των νησιών, μαζί με τα χαμηλά επίπεδα αρπακτικών και τον ανταγωνισμό, δημιουργούν συνθήκες που μπορούν να ωθήσουν την εξέλιξη σε ασυνήθιστες κατευθύνσεις.
Ο Will Smith, από το Πανεπιστήμιο του Nottingham και συν-συγγραφέας της μελέτης, δήλωσε: “Η έρευνά μας δείχνει ότι τα νησιά στο ίδιο περιβάλλον μπορούν να χρησιμοποιήσουν διαφορετικές γενετικές οδούς για να παράγουν παρόμοια εξελικτικά αποτελέσματα. Οι Wrens στη Σκωτία μας παρέχουν μια ισχυρή μελέτη περίπτωσης για να καταλάβουμε εάν δημιουργείται παγκόσμια βιοποικιλότητα νησιών.”
Παράλληλη εξέλιξη σε γιγάντια σκωτσέζικα βαρέλια
Η ανάλυση του γονιδιώματος έχει δείξει ότι κάθε πληθυσμός νησιών είναι γενετικά διακριτός και σε μεγάλο βαθμό απομονωμένος από τους άλλους. Μολονότι τα στεφάνια Shetland και St Kilda μοιάζουν φυσικά, οι γενετικές αλλαγές που σχετίζονται με την εξέλιξή τους είναι ως επί το πλείστον διαφορετικές.
Οι ερευνητές λένε ότι αυτό δείχνει ένα παράδειγμα «παράλληλης εξέλιξης», όπου παρόμοιοι περιβαλλοντικοί στρεσογόνοι παράγοντες παράγουν ανεξάρτητα παρόμοια αποτελέσματα.
Ο Δρ Jezirski πρόσθεσε: “Τα γονιδιωματικά μας δεδομένα δείχνουν ότι το Shetland και το St Kilda Wrens είναι γενετικά διακριτά, παρά τη φυσική τους εμφάνιση. Αυτό σημαίνει ότι το τερατούργημα του νησιού τους είναι μια περίπτωση “παράλληλης εξέλιξης”, όπου παρόμοιοι αρχικοί πληθυσμοί (πιθανώς άποικοι από τη βρετανική ηπειρωτική χώρα) έχουν εξελιχθεί μεταξύ τους.
Τα Wrens από το Fair Isle και τις Outer Hebrides ήταν γενετικά πιο παρόμοια με τα πουλιά της ηπειρωτικής χώρας, δείχνοντας ότι η εξέλιξη των νησιών μπορεί να ποικίλλει σημαντικά ακόμη και σε κοντινά νησιά.
Ένα σπάνιο παράθυρο στην εξελικτική αλλαγή
Το μεγαλύτερο σωματικό μέγεθος που παρατηρείται στους γιγάντους ρόδες έχει εξελιχθεί μαζί με άλλα χαρακτηριστικά που σχετίζονται με το νησί, συμπεριλαμβανομένων των διαφορών στο φτέρωμα, τις αναλογίες του σώματος και τα μοτίβα τραγουδιών. Οι ερευνητές λένε ότι αυτό υποστηρίζει την ιδέα ότι τα νησιωτικά περιβάλλοντα διαμορφώνουν την εξέλιξη με σταθερά προβλέψιμους τρόπους.
Ωστόσο, οι επιστήμονες εξακολουθούν να μην κατανοούν πλήρως γιατί εμφανίζονται τα νησιωτικά σύνδρομα ή πώς αυτά τα χαρακτηριστικά βοηθούν τα είδη να προσαρμοστούν στα νησιωτικά οικοσυστήματα. Η ομάδα πιστεύει ότι τα σκωτσέζικα βαρέλια θα μπορούσαν να γίνουν ένα σημαντικό μοντέλο για μελλοντική έρευνα σχετικά με τις δυνάμεις που οδηγούν την εξέλιξη σε νησιά σε όλο τον κόσμο.
