Vetenskapsområdet för teknik och naturvetenskap

Darwinfinkar: Om uppkomsten av en ny art

2017-11-24

Schematisk illustration av evolutionen av Big Birds på ön Daphne Major (Galápagos).

Familjen Darwinfinkar på Galapagosöarna är en ikonisk modell för uppkomsten av olika arter på vår planet. En grupp forskare från Uppsala universitet och Princeton rapporterar nu att de kunnat dokumentera hur en ny art av dessa fåglar uppkommit. Den nya arten utvecklades efter att två olika arter av Darwinfinkar hybridiserade för snart 40 år sedan.

Observationen av denna artbildning gjordes under fältstudier på den lilla ön Daphne Major som genomfördes av Rosemary och Peter Grant, Princeton University, under en period av 40 år. År 1981 upptäckte de en främmande hanne som avvek från alla andra arter på denna ö med avseende på sång och storlek. Hannen bildade par med en av de markfinkar som häckar på ön. Detta blev starten på utvecklingen av den specifika population som de döpte till Big Birds på grund av deras storlek. DNA-sekvensanalys visar nu att den främmande hannen var en kaktusfink som häckar på ön Española som ligger mer än 100 km sydost om Daphne Major.

- Ett kritiskt steg för utvecklingen av en ny art är att den utvecklar reproduktiv isolering annars kommer den helt enkelt absorberas av någon existerande art. Denna process förväntas normalt kräva en relativt lång tid av genetisk isolering, men i detta fall utvecklades detta under några få generationer, berättar Rosemary och Peter Grant.

En viktig förklaring varför Big Birds så snabbt bildade en egen population som inte hybridiserade med andra arter på Daphne Major var den unika sången den främmande hannen sjöng eftersom sönerna lär sig att sjunga som sina fäder och döttrarna bildar par med hannar som sjunger som deras fäder. En annan viktig orsak är att Big Birds skiljer sig åt från alla andra arter vad det gäller näbbens utseende, som är en annan viktig faktor för partnervalet hos Darwinfinkar.

Alla 18 olika arter av Darwinfinkar har utvecklats från en gemensam ursprungsart som kom till Galápagos för 1-2 miljoner år sedan. Deras utveckling och i synnerhet förändringar i näbbens form har inneburit att de har kunnat specialisera sig på olika födoresurser. En annan viktig komponent under en artbildningsprocess är att den nya arten framgångsrikt kan konkurrera med andra arter, och så är fallet med dessa Big Birds.

- Det är mycket slående att när vi jämför näbbens form och storlek hos Big Birds med andra arter så skiljer den sig tydligt åt från de tre andra arter som häckar på Daphne Major. Detta indikerar att kombinationer av arvsanlag från de två hybridiserande arterna tillsammans med naturlig selektion bidrog till evolutionen av en näbbform som är unik och gjorde Big Birds konkurrenskraftiga i kampen för tillvaron, förklarar Sangeet Lamichhaney, tidigare doktorand vid Uppsala universitet och nu vid Harvard University.

En klassisk definition av en art är att den “respekterar” artgränser och om det råkar ske en hybridisiering mellan två arter så är avkomman endera ej livskraftig eller steril, det senare är fallet för häst och åsna. Under senare år har dock allt fler vetenskapliga studier dokumenterat ett betydande genflöde mellan vissa närbesläktade arter. Författarna av denna artikel har tidigare rapporterat att det har förekommit betydande hybridisering mellan olika arter av Darwinfinkar under tusentals år.

- Den viktiga upptäckten nu är att hybridisering mellan två olika arter av Darwinfinkar har givit upphov till en population som bara efter några generationer uppträder som en helt ny art. Om en biolog hade kommit till Daphne Major och upptäckt Big Birds utan vetskap om deras historia så skulle de definitivt ha klassats som en av fyra arter som häckar på denna ö. Studien illustrerar betydelsen av långsiktiga studier av naturliga populationer vilket gjorde denna upptäckt möjlig! säger Leif Andersson vid Uppsala Universitet, SLU och Texas A&M University.

- Det är mycket troligt att nya populationer likt Big Birds har uppkommit många gånger under Darwinfinkarnas evolution. De flesta av dessa har dött ut men vissa kan ha givit upphov till de arter vi finner idag när man besöker Galápagos. Vi har ingen aning om det framtida ödet för Big Birds men de har uppenbarligen alla förutsättningar att kunna bli en framgångsrik art, och studien utgör ett unikt exempel på hur en ny art kan uppkomma. Jag är övertygad om att Charles Darwin skulle ha läst vår artikel med stort intresse, avslutar Leif Andersson.

Studien publicerad i Science:S. Lamichhaney; F. Han; M.T. Webster; L. Andersson, B.R. Grant; P.R. Grant (2017) Rapid hybrid speciation in Darwin's finches, Science, DOI: 10.1126/science.aao4593

Galápagos National Parks Service, The Charles Darwin Foundation, National Science Foundation, Knut och Alice Wallenberg Stiftelse samt Vetenskapsrådet har lämnat bidrag till projektet.