استخدم فريق دولي من الباحثين أكبر مجموعة بيانات جينومية تضم ما يقرب من 4000 عصافير داروين لدراسة التغيرات التطورية في هذا الطائر الشهير. تعتمد الدراسة، التي نشرت في مجلة Science، على عقود من البحث للكشف عن الأساس الجيني لتكيفات العصافير وتسليط الضوء على أهمية الملاحظات طويلة المدى في فهم الآليات التطورية.
نشر فريق دولي من الباحثين مؤخرًا دراسة تاريخية عن التغيرات التطورية المعاصرة في المجموعات الطبيعية. تعتمد هذه الدراسة على مجموعة بيانات الجينوم الأكثر شمولاً لما يقرب من 4000 حيوان في بيئاتها الطبيعية في عصافير داروين للكشف عن الأساس الجيني للتكيفات في هذه المجموعة المميزة. وقد نشرت النتائج مؤخرا في مجلة العلوم.
منذ أن كتب داروين عن عصافير جزر غالاباغوس، كان علماء الأحياء يدرسون هذه الطيور المغردة الصغيرة لفهم كيفية تطورها. على مدى المليون سنة الماضية، تطور نوع واحد من الأسلاف إلى 18 نوعًا مختلفًا. ميزة عصافير داروين ككائن للدراسة هي قدرتها على إظهار المراحل المبكرة من تطور الأنواع.
قام بيتر جرانت وروزماري جرانت من جامعة برينستون بتتبع كل فرد تقريبًا من عصافير داروين منذ السبعينيات. تظهر أبحاثهم أن عصافير دافني ميجور تطورت استجابة للتغيرات البيئية والتفاعلات بين الأنواع. قام فريق دولي من الباحثين بتسلسل الجينومات لجميع العصافير التي تمت دراستها تقريبًا في جزيرة دافني وكشفوا عن البنية الجينية للتغيرات التكيفية.
وقال إريك إنبودي، المؤلف الأول للدراسة وباحث ما بعد الدكتوراه السابق في جامعة أوبسالا: "أعتقد أن هذه فرصة مثيرة للغاية للجمع بين فهمنا للتغيرات التطورية العميقة في الماضي مع الملاحظات الحالية". "إن البيانات الجينومية هي أداة قوية تسمح لنا بالنظر إلى الطيور في الميدان وفهم العوامل التي تؤثر على تطورها، ولن تكون دراسة بهذا الحجم ممكنة دون عقود من البحث في جزر غالاباغوس."
قال ليف أندرسون (جامعة أوبسالا وجامعة تكساس إيه آند إم)، كبير مؤلفي الدراسة: "أحد السمات البارزة لاكتشافنا هو أن عددًا قليلاً فقط من المواقع الجينية يمكنها تفسير الكمية الكبيرة من التباين في مناقير العصافير. إحدى الطرق التي تظهر بها هذه التغييرات الجينية أنها تتطور هي تجميع جينات متعددة معًا ثم السماح بالانتقاء الطبيعي مع تغير البيئة."
قد تفاجئ هذه النتائج علماء الوراثة البشرية لأن العديد من المتغيرات الجينية لا تمثل سوى نسبة صغيرة من التباين في الطول بين البشر.
على مدار العقود الثلاثة التي تمت دراستها، أصبحت مناقير العصافير أصغر حجمًا. باستخدام جينومات جميع العصافير في دافني، وجد الباحثون أن هذا يرجع إلى أن الجينات من العصافير الأرضية الصغيرة تم نقلها من خلال التهجين وفترات الجفاف، حيث نجا الأفراد ذوو المناقير الأصغر بشكل أفضل. تسلط هذه الدراسة الضوء على قيمة الدراسات طويلة المدى لفهم آليات التغيير التطوري.
قام الباحثون بجمع قطرة من الدم من وريد جناح كل طائر وربطوا شريطًا بكل طائر. وهذا يسمح بتتبعهم لتحديد مدة بقائهم على قيد الحياة، ومع من يتزاوجون، وذريتهم.
وأضافت روزماري جرانت: "من خلال جمع عينات الدم طوال فترة الدراسة، يمكننا استخدام العينات للدراسات الجينومية عندما تنضج التكنولوجيا".
لم يدرس الباحثون عصافير الأرض الوسطى فحسب، بل درسوا مجتمعات بأكملها من أنواع العصافير الأربعة الموجودة في الجزيرة. مع تغير الظروف في الجزيرة وزيادة التهجين مع العصافير الأرضية متوسطة الحجم، أصبح منقار عصافير الصبار الشائع ضعيفًا تدريجيًا. ترسم هذه الدراسة صورة ديناميكية لكيفية تكيف الأنواع مع البيئات المتغيرة من خلال التغيرات الجينية وأحيانًا التأثيرات المظهرية الكبيرة التي تنتقل بين الأنواع. مع استمرار تغير البيئة العالمية، ستوفر العصافير الموجودة في جزر غالاباغوس نافذة قيمة على كيفية تفاعل الطيور وتركيبها الجيني وبيئتها لتشكيل مستقبل المجموعات البرية.