Křižák South Hills, potenciálně nově objevený druh pěnkavy, se za posledních 6 000 let vyvíjel s jedinečnou závislostí na svém zdroji potravy, borovici skalní, v koevolučním závodě ve zbrojení, který se také změnil strom, podle genomické studie vedené Tomem Parchmanem, biologem z University of Nevada, Reno.
K relativně rychlé koevoluci došlo ve dvou malých pohořích Great Basin v jižním Idahu, hned za hranicí s Nevadou. Na rozdíl od jiných stěhovavých severoamerických křížavek červených má kříženec South Hills trvalé bydliště v tomto malém pohoří, zatímco jiné ekotypy se v této oblasti pravidelně pohybují a dokonce se zde i rozmnožují.
"V nepřítomnosti obvyklého předního predátora pro borovice lesní, veverky červené, které jsou lepšími konkurenty pro semena borovice lesní, se křižák South Hills stal hlavním sklízečem semen šišek," řekl Parchman. Pěnkava se živí nenasytně a výhradně semeny borovice, což způsobilo, že se u stromu vyvinula obranyschopnost semen, která ptákům ztěžovala sklízení semen. v koevolučním závodě ve zbrojení, který způsobil evoluční divergenci této jedinečné ptačí populace."
Parchman, který se specializuje na evoluční a ekologickou genetiku na University's College of Science, je hlavním autorem nedávno publikované vědecké práce v časopise Molecular Ecology, která podrobně popisuje studii, která je vyvrcholením několikaleté práce s jeho kolegové Alex Buerkle a Craig Benkman z University of Wyoming a Victor Soria-Carrasco z University of Sheffield ve Velké Británii.
Parchman studoval diverzifikaci a evoluční genetiku zkřížených zde ve Spojených státech a v Evropě. Fascinující je mimo jiné to, že jde o skupinu pěnkav vysoce specializovaných na krmení semeny v kuželech různých druhů jehličnanů, které si vyvinuly různé morfologie zobáku i přes zjevný nedostatek geografické izolace. On a jeho spolupracovníci předkládají důkazy, že koevoluční závody ve zbrojení vedly ke genetické diferenciaci a způsobily evoluci nového druhu, možná během pozoruhodně krátkého časového období. Tým studoval genetickou strukturu 9 ekotypů zkříženky červené.
"Dlouhá historie výzkumu se snažila spojit koevoluci přímo s původem nových druhů, ale žádný z nich nebyl schopen naznačit tak jasnou souvislost jako my zde," řekl. "Naše studie je jedním kouskem skládačky, jedním pohledem na tuto koevoluci. Toto je možná nejlepší a jediný jasný příklad vzájemné adaptace mezi dvěma druhy, které přímo přispívají k procesu speciace (tvorba nových a odlišných druhů)."
Genomická data v tomto článku přispívají k dlouhé historii výzkumu koevoluční interakce mezi borovicí lesní a zkříženými červenými v South Hills v Idahu, aby vznikl jeden z mála dobře zdokumentovaných příkladů koevoluce přímo způsobující vznik nový druh. Práce se opírá a doplňuje práci Benkmana, který strávil svou kariéru posledních 30 až 40 let studiem těchto ptáků a jejich stanovišť. Parchman na těchto studiích spolupracoval s Benkmanem od roku 1999, kdy Benkman objevil populaci.
Pozoruhodné pěnkavy
Malí načervenalí ptáci se shromažďují v malých hejnech a populace South Hills se odhaduje na přibližně 4 000. Kříženci z South Hills jsou rezidentní – nemigrují – zatímco ostatních identifikovaných devět typů se často přesouvá a využívat areál k chovu. Dalších devět ekotypů vykazuje obvyklé kočovné tendence, které se pohybují až na vzdálenost 1 800 mil při hledání hojné plodiny jehličnatých šišek.
"Koevoluce se vyskytuje také mezi jinými druhy zkřížené a borovice, ale zkřížený zobák South Hills byl studován ve výjimečných ekologických detailech," řekl Parchman. "Zpočátku jsme si mysleli, že dojde ke křížení, ale minulé studie Benkmana a jeho skupiny naznačovaly, že se nezdálo, že by se menší nomádští návštěvníci křížili s ptáky ze South Hills. Před lety jsme si mysleli, že tato koevoluce může vést ke genetické diferenciaci." ale genetické přístupy té doby byly nákladné, pomalé a měly velmi špatné rozlišení. S dnešními novými genomickými technologiemi nyní můžeme vidět jemné vzory genomové diferenciace, které jsme v minulosti prostě nemohli."
Barevné ptáky lze identifikovat podle jejich větších a hlubších zobáků, ale mají také jiná volání než ostatní ekotypy zkřížených zobů.
"Jejich vokalizace, jejich letový hovor, je způsob, jak můžeme kategorizovat ekotypy křížovců v nepřítomnosti informací o jejich velikosti účtu." řekl.
„Naše práce poskytuje genomický důkaz o odlišnosti této lokálně přizpůsobené populace zkřížených zobů, která by mohla nakonec vést k rozpoznání nového ptačího druhu, což je v Severní Americe velmi vzácný výskyt,“řekl Parchman. "Ornitologové se velmi zajímají o potenciální nové označení druhů, ale co je důležitější, existuje již desetiletí trvající zájem o pochopení souvislosti mezi koevolucí a tvorbou nových druhů, ale empirické příklady s takovými důkazy byly nepolapitelné."
„Toto je jedna z nejunikátnějších linií křížovky na světě, ale mohla by být na cestě k vyhynutí,“řekl Parchman. "Vzhledem k oteplování klimatu bychom se mohli dívat na to, že jejich potravinové zdroje budou během příštích 100 let klesat - nebo dříve, pokud dojde ke katastrofálnímu lesnímu požáru nebo velkému zamoření kůrovcem. Může to být letmý příklad koevoluce ovlivňující speciace, ale máme pozorovali dost na to, aby viděli, že se to může stát a může se stát i v jiných podobných situacích."
