目睹加拉巴哥雀新物種的誕生

文 / 自然科學作家 Rory Galloway    翻譯 / 李翊僑    【中華飛羽288期】

加拉巴哥雀鳥種群中又發現了一個即將形成的新物種
這是第一次科學家能在田野直接觀察到物種的形成。

研究員已經在加拉巴哥的一個小島－大達夫尼島追蹤加拉巴哥雀鳥整個族群很多年了，因此他們才能親眼目睹到物種形成的過程。大鳥(Big Bird)族群隸屬的雀鳥鳥種，集體被稱之為「達爾文雀」。牠們幫助查爾斯.達爾文(Charles Darwain)揭露了演化過程中的天擇作用。1981年，研究員發現一隻非當地物種的雄鳥抵達該島，牠是大仙人掌地雀。Rosemary教授和Peter Grant教授注意到，這隻雄鳥著手與一隻本土物種勇地雀的雌鳥交配，並產出具繁殖能力的後代。將近40年後的今天，這對交配雀鳥的後代子孫仍持續被觀察著，群體數量大約有30隻。一位沒參與這個研究的物種形成專家Roger Butlin教授表示：「這是一個極端案例，代表多年來我們逐漸普遍理解到的事－演化一般來說可以非常快速地發生。」

新的獨立物種意味著什麼？
這個新的雀鳥族群，在形體和行為習慣上與本地的雀鳥已經有足夠的不同之處，顯著到足以被標誌為一個新的物種，而且牠們和其它族群個體不會相互交配。
Butlin教授告訴英國廣播公司(BBC)，做物種形成相關研究的人把改變我們對野外快速演化進行的理解，歸功於Grant教授。
在過去，我們認為兩個不同的物種一定無法繁殖出能生育的後代，而這也是不同物種的定義。然而近幾年卻逐漸確認，許多我們認為是獨特物種的鳥類和其他動物，其實能夠和其他種類相互雜交，並產出具生育能力的子代。Butlin教授說：「我們傾向不再爭執於一個『物種』要如何定義，因為這不會讓我們得到什麼結果。」他也說，了解「雜交(hybridisation)」能在創造新物種的過程中扮演的角色是更有趣的，這也是為何加拉巴哥雀的觀察如此重要。研究員認為最初那隻大仙人掌地雀雄鳥，是從距離此地(大達夫尼島)65英里遠的大仙人掌地雀家鄉艾斯潘諾拉島(Island of Española)飛過來的。這對於小小的雀鳥來說是非常遙遠的飛行距離，所以不太可能還成功地飛返回原地。

圖為大地雀

圖為大仙人掌地雀

研究員辨識出一個新物種能夠形成的方法，並長期追蹤整個族群，表示這是一個在我們能觀察的時間尺度內，發生物種形成的範例。
在多數的例子裡，跨物種交配所產生的後代，幾乎都無法適應環境。然而在這個案例中，在大達夫尼島的新雀鳥體型比島上其他種類還大，並且掌握了新的、尚未開發的食物來源。基於此原因，研究員們稱牠們為「大鳥族群(Big Bird Population)」。為了在科學上驗證大鳥族群在基因上也異於其他三種島上的原生雀鳥，Peter和Rosemary Grant教授與瑞典烏普薩拉大學的Leif Andersson教授合作。Andersson教授專門做新研究中族群基因的分析。Andersson教授告訴BBC新聞：「令人驚訝的是，我們原本預期雜交種會與島上其他一個物種再交配，然後逐漸被同化。現在證實了牠們是一個封閉式的繁殖群。」由於無法辨認新種雄鳥的鳴叫聲，本地種雌鳥因而無法與之進行配對。

而在這篇論文裡，有新的基因證據顯示在兩個世代之後，已和本地鳥種產生完全的生殖隔離。結果是，牠們現在在生殖上－以及基因上－都已完全隔離。牠們已經彼此自行繁衍很多年了。「我們要說的是，這群鳥表現出來就是一個分明不同的物種。如果對大達夫尼島的歷史不熟悉，要一個分類學家到這個島嶼來看，他們會說這島上有四個鳥種。」Andersson教授說。目前沒有證據指出牠們還會再與當地的勇地雀交配，即使牠們這麼做，牠們(新物種)現在體型比較大，可以開拓更多新的機會。這些有利的特徵會因為天擇而被保留下來。僅僅透過一個單一個體加入一個原本的族群進行雜交，就有機會創造出新的物種。因此，這可能是新特徵加快演化腳步的途徑。「如果你只是等待著突變一次達成一個改變，那樣要繁殖出一個新的物種會困難許多。而雜交看起來是比突變有效率多了。」Butlin教授表示著。

此研究報告已被刊登在《科學》期刊(http://science.sciencemag.org/content/359/6372/224)。