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達(dá)爾文雀（Darwin's finches）是指一群生活在加拉帕戈斯群島和科科斯群島的近緣雀鳥物種，因為棲息地不同它們演化出了多樣化的喙和行為。這些雀鳥為達(dá)爾文的進化論提供了有力支持，一直是物種形成和適應(yīng)性進化的經(jīng)典范例。

在達(dá)爾文誕辰206周年之際，Nature雜志發(fā)表了一項達(dá)爾文雀的大規(guī)模測序研究。烏普薩拉大學(xué)和普林斯頓大學(xué)的科學(xué)家們闡明了這些雀鳥的進化史，并且鑒定了一個造成種內(nèi)和種間鳥喙差異的基因。

達(dá)爾文雀是適應(yīng)性輻射的典型范例。大約兩百萬年以前，它們的共同祖先來到加拉帕戈斯群島。在漫長的進化過程中，達(dá)爾文雀形成了體型、喙形、鳴叫聲和進食行為不同的15個物種。體型和喙形的改變，允許不同達(dá)爾文雀利用不同的食物來源，比如昆蟲、種子、花蜜以及鬣蜥的血。這些都遵循達(dá)爾文的自然選擇理論。

“為了了解達(dá)爾文雀的進化史，我們測序了120種鳥類的基因組，包括所有已知的達(dá)爾文雀和兩個近緣物種，”文章的第一作者Sangeet Lamichhaney博士說。

研究人員發(fā)現(xiàn)，物種間的基因流動在達(dá)爾文雀進化中起到了突出的作用。舉例來說，兩種達(dá)爾文雀的雜交很明顯發(fā)生在一百萬年前。

“我們在加拉帕戈斯群島上工作時，觀察到了許多達(dá)爾文雀種間雜交的例子，但當(dāng)時我們還不清楚這些雜交在進化上的影響，”普林斯頓大學(xué)的Peter Grant和Rosemary Grant說。他們在加拉帕戈斯群島實地工作了四十年，可以說是世界上最了解達(dá)爾文雀的人。

“現(xiàn)在我們可以斷定，種間雜交在達(dá)爾文雀的進化中起到了關(guān)鍵性作用，有助于維持它們的遺傳多樣性”Peter Grant說。

體型和喙形差異是達(dá)爾文雀最顯著的表型多樣性。達(dá)爾文在《The Voyage of The Beagle》中對這種多樣性進行了描述?，F(xiàn)在，研究人員通過比較兩種鳥喙差異較大的達(dá)爾文雀，闡明了喙形多樣性背后的遺傳學(xué)基礎(chǔ)。他們發(fā)現(xiàn)了15個差異較大的基因組區(qū)域，其中有六個基因與顱面或喙發(fā)育有關(guān)。

“最值得關(guān)注的是，ALX1基因的遺傳變異不僅影響達(dá)爾文雀的種間鳥喙差異，還與種內(nèi)的個體鳥喙差異有關(guān)，”領(lǐng)導(dǎo)這項研究的Leif Andersson說。

ALX1編碼的轉(zhuǎn)錄因子在脊椎動物的正常顱面發(fā)育中起到了關(guān)鍵性作用，使這個基因失活的突變會引起嚴(yán)重的出生缺陷，包括人類額鼻發(fā)育不良。