يتغير لون بومة الحظيرة، ويوثق العلماء التطور السريع في أعدادها البرية

الملخص:

اكتشف العلماء السويسريون أن بومة الحظيرة المحلية تمر بتغير مثير للقلق. على مدار الثلاثين عامًا الماضية، أصبح لون ريش هذه الطيور الجارحة الليلية تدريجيًا أكثر بنيًا محمرًا، كما زاد عدد ومساحة البقع السوداء على أجسامها بشكل ملحوظ. ومن خلال تحليل بيانات الجينوم لأكثر من 3000 فرد، أكد الباحثون أن هذه الظاهرة ليست تقلبًا عشوائيًا، بل نتيجة الانتقاء الطبيعي في العمل.

تم الانتهاء من هذه الدراسة من قبل فريق بحث من قسم البيئة والتطور بجامعة لوزان في سويسرا، وتم نشر النتائج ذات الصلة في مجلة Nature Communications. يقول الباحثون إن هذه واحدة من أكثر الدراسات الجينية المتعمقة لمجموعات الحيوانات البرية حتى الآن، كما أنها توفر للمجتمع العلمي مثالًا نادرًا لمراقبة التطور في الوقت الحقيقي في الطبيعة.

تشتهر بومة الحظائر بأقراص وجهها على شكل قلب، وريشها ذو الألوان الفاتحة وقدرتها على الطيران بصمت تقريبًا. هناك تباين طويل الأمد في لون الريش بين الأفراد، ويتراوح من الأبيض النقي تقريبًا إلى البني المحمر الداكن. لدى بعض الأفراد عدد قليل من البقع المضيئة على صدورهم، بينما لدى البعض الآخر علامات سوداء أكثر وضوحًا وكثيفة.

أظهرت الأبحاث السابقة أن هذه الاختلافات في المظهر ليست جمالية فحسب، ولكنها ترتبط ارتباطًا وثيقًا بالقدرة على البقاء. وجدت الدراسات أن لون الريش يرتبط بالقدرة الإنجابية واستراتيجيات الصيد ومصادر الغذاء. البومة البيضاء، على سبيل المثال، قادرة على استخدام ضوء القمر كغطاء لزيادة نجاح الصيد. وفي الوقت نفسه، ترتبط البقع السوداء على الريش بالحصانة ومقاومة الإجهاد. يبدو أن الأفراد الذين لديهم بقع سوداء أكبر هم أكثر قدرة على التعامل مع المواقف العصيبة مثل نقص الغذاء وتفشي الطفيليات.

لاستكشاف الأسباب الكامنة وراء التغيرات في المظهر، استخدم فريق البحث بيانات المراقبة الميدانية المتراكمة على مدى عقود لتسلسل الجينوم الكامل لأكثر من 3000 بومة الحظيرة وتحديد اختلافات الحمض النووي المرتبطة بلون الريش وخصائص البقع.

استهدف الباحثون عدة مناطق وراثية رئيسية في تحليلهم. وتشمل هذه الجين MC1R، المعروف بتورطه في تكوين الصباغ، والمنطقة الجينية الموجودة على الكروموسومات الجنسية. وأوضح فريق البحث أيضًا التأثيرات المحددة لهذه المناطق الجينية على لون الريش وتكوين البقع.

لتحديد ما إذا كانت هذه التغييرات عشوائية أو مدفوعة بالانتقاء الطبيعي، قارن العلماء بيانات المراقبة في العالم الحقيقي مع نتائج عدد كبير من عمليات المحاكاة الحاسوبية. في نموذج التطور العشوائي البحت، من غير المحتمل أن تكون بعض المتغيرات الجينية المرتبطة بالريش الأحمر قد زادت إلى الحد الذي لوحظ في الواقع. فقط من خلال إضافة عوامل الانتقاء الطبيعي إلى النموذج يمكن إعادة إنتاج اتجاهات التغيير الجيني التي شوهدت في المجموعات السكانية الفعلية.

قال تريستان كوميل، المؤلف الأول للدراسة، إنه مقارنة بمحاكاة التطور العشوائي، فإن تواتر المتغير الجيني المرتبط بالريش البني المحمر في المجموعات السكانية الحقيقية قد زاد إلى ما هو أبعد بكثير مما يمكن تفسيره بعوامل الصدفة، مما يشير إلى أن الانتقاء الطبيعي يحدث بالفعل.

ومع ذلك، أشار الباحثون إلى أن ما يفضله الانتقاء الطبيعي قد لا يكون بالضرورة لون الريش نفسه. نظرًا لأن الجينات ذات الصلة قد تؤثر أيضًا على إدارة الإجهاد، والاستجابات المناعية، وحتى السمات السلوكية، فمن الممكن أن يكون الريش الأحمر مجرد منتج ثانوي لدفعة غير مباشرة عن طريق الانتقاء الطبيعي. بمعنى آخر، قد تكون القدرات البيولوجية الأخرى المرتبطة بسمات المظهر هذه هي التي تزيد في الواقع من ميزة البقاء على قيد الحياة.

على الرغم من أن العلماء قرروا أن الانتقاء الطبيعي يغير التركيب الجيني لبوم الحظيرة، إلا أنه لا توجد حتى الآن إجابة واضحة حول العوامل البيئية والبيئية التي تدفع هذا التطور. قد تلعب عوامل مثل تغير المناخ والتغيرات في بنية الفريسة وتعديلات الموائل وضغط المرض دورًا.

ويرى فريق البحث أن أهمية هذه النتيجة لا تكمن فقط في تفسير سبب تغير لون ريش البومة، بل أيضا في إثبات أن التطور لا يحدث فقط في وحدات ملايين السنين. تظهر الأبحاث أنه بعد حوالي عشرة أجيال فقط من الأفراد، تمتلك مجموعات الحيوانات البرية بالفعل إشارات تطورية يمكن التقاطها بوضوح من خلال التحليلات الجينومية.

وفي سياق التغيرات المستمرة في البيئة العالمية، يوفر هذا الاكتشاف أيضًا معلومات إيجابية للمجتمع العلمي، أي أن بعض الأنواع قد يكون لديها القدرة على التكيف بشكل أسرع مما كان يعتقد سابقًا، وبالتالي تكون قادرة على تعديل خصائصها وتحسين فرص بقائها على قيد الحياة في ظل الظروف البيئية المتغيرة.