2. Přehled zvláštního vydání
papír Petren et al. (2010) je první, kdo nahlásil genetickou analýzu vzorků shromážděných Charlesem Darwinem a jeho spolubydlícími na plavbě HMS Beagle. Autoři používají moderní genetické nástroje, jako jsou klonování a sekvenování DNA a multilocus mikrosatelitů značky, ke genotypu moderní a historické finch vzorků a populace z Galapág, aby prošetřila ztrátu rozmanitosti v této ostrovní ekosystém od návštěvy Darwin v roce 1835., Tato studie odhalila, že mnohem více rozmanitosti byl ztracen v Galapágy, než bylo dříve přiznal, a to navzdory skutečnosti, že tyto ostrov stanoviště jsou považovány za jedny z nejméně ovlivněn lidmi vzhledem k relativně pozdě průzkum a nízké osídlování. Kromě toho, tento dokument je dalším důležitým příspěvkem tím, že vrhá světlo na některé z (neslavně!,) neznámého původu některých darwinových pěnkav exempláře jako autoři byli schopni úspěšně určit polohu a druh a počet neznámých pěnkavy shromážděné Charles Darwin a jiní během časného sběru expedice za posledních 175 let.
navzdory zjevné ztrátě několika ostrovních populací Darwinových pěnkavců (výše) žádný z druhů nevyhynul., Nicméně, v posledních letech vlivem kombinace zvýšené lidské činnosti, ztráta přirozeného prostředí a invaze zavlečených druhů mangrove finch (Camarhynchus heliobates) je nyní na pokraji vyhynutí, s celkovým počtem obyvatel kolem 100 jedinců, a je jedním z nejvzácnějších ptáků na světě. Papír Fessl et al. (2010) poskytuje tolik potřebné nové kvantitativní informace o tomto ohroženém druhu a diskutuje o něm v souvislosti s úsilím o zachování a technikami., Je jasné, že mangrove finch je velmi nízká čísla v všechny malé mangrovových skvrny, které obývá, a jeho velmi existence je ohrožena krysy a parazitické mouchy. Pomocí software pro populační projekce analýzy autoři zastávají užitečnou analýzu, aby se ukázalo, jak zranitelné populace jsou podle současných režimů predace, a jak tato chyba zabezpečení by mohla být zmenšena s výškou chovu, úspěch a potlačení predace. Takové informace by měly být velmi užitečné a cenné pro zachování tohoto a dalších druhů., Zatímco hlavní zaměření tohoto dokumentu je ekologie a zachování mangrove finch a ne jeho vývoj, je důležité upozornění, co se může stát do endemické ostrovní druhy, které se tlačil za jeho adaptivní schopnosti.,
další papír Podos (2010) zkoumala, zda členové střední pozemní finch Geospiza fortis populace na určitém místě, tzv. El Garrapatero, na Ostrově Santa Cruz rozlišovat mezi dvěma zobák-velikost morphs na základě píseň sám, a navíc také testovány, zda tito ptáci mohou diskriminovat písně místní a vzdálené (24 km) zpěváků stejného druhu., První otázka je obzvláště zajímavý, protože tyto dva morphs jsou známé mate assortatively, a tak může poskytnout dobrý model pro studium vzniku druhů přes hranice sympatrické diferenciace. Autor poskytuje důkaz, že reagují odlišně na místní písně, produkoval od různých zakrslíků, ale nerozlišují mezi malé-morph skladby nahrané z různých míst, v rozporu s výsledky předchozí přehrávání studii, ve které místní a vzdálené písně vyvolala různé reakce (Podos 2007)., Vyšší význam morph na zpěv samce (morph diskriminace), než místo, kde byla píseň produkoval (akustické preference), což podporuje hypotézu, že píseň v Darwinovy pěnkavy může sloužit jako behaviorální mechanismus pro assortative páření a sympatrické evoluční divergence.
související článek de León et al. (2010) studoval faktory, které zprostředkovávají tok genů mezi divergentními populacemi/druhy Darwinových pěnkavek. Jedná se o studii morfologické divergence a reprodukční izolace v přítomnosti genového toku., Důvodem je, že ekologické rozdíly mohou pracovat na udržení nebo dokonce podporovat diferenciace a reprodukční izolace při směrové výběr je dost silný, aby proti homogenizační účinky toku genů. Takový scénář navrhli před časem Felsenstein (1981) a Smith (1989). Autoři využít variabilní populace střední pozemní finch porovnáním genetické rozdíly (allelickou variace na 10 lokusů mikrosatelitů v asi 1000 jedinců) mezi takové populace se morfologické rozdíly a geografická vzdálenost mezi populacemi., Kromě toho, vykonávají podobnou srovnávací analýzu na několika ground finch druhy (střední pozemní finch G. fortis, malé pozemní finch G. fuliginosa a velké pozemní finch G. magnirostris) ze stejného ostrova (Santa Cruz Island). Klíčovým zjištěním je, že populační (genetická) struktura je spojena s morfologií zobáku, ale méně s geografickou separací. To znamená, že populace s podobnými velikostmi zobáku vykazovaly méně genetické diferenciace než populace s různými velikostmi zobáku. Navíc G., fortis s největší divergencí ve velikosti zobáku také vykazoval největší divergenci u neutrálních markerů. Tento model je podobný i pro mezidruhové srovnání mezi pozemní pěnkavy, a konzistentní výsledky v těchto dvou biologických váhy (intra – a mezidruhové variability) ukazují, že ekologická diferenciace (rušivé výběr a assortative páření) může být důležitá v jízdě speciace. Nakonec studie přidává rostoucímu tělu důkazů, které naznačují, že speciace může nastat navzdory toku genů mezi populacemi.,
další papír, podle Temeles a spolupracovníci (2010) se dotýká otázky související morfologické adaptace a speciace v jiné skupině ptáků, poustevník kolibříci (Phaethornithinae). V této knize autoři studovali evoluci pohlavního dimorfismu v bille velikost a tvar na skupiny kolibříci kombinující morfologické údaje získané od stovek vzorků z 30 odlišných rodů z muzejních sbírek se v poslední době publikovaných fylogenetických informací o těchto druzích., Takové rozsáhlé zobák-tvar dimorfismus přizpůsoben pro resource partitioning neexistuje v darwinových pěnkav nebo v mnoha jiných skupin ptáků, ale pochopení jeho původu a funkce ve skupinách, kde se vyskytují, jako jsou kolibříci, značně přispívá k našemu pochopení zobák morfologické evoluce., Autoři získány zajímavé výsledky o vývoji pohlavního dimorfismu v rámci této skupiny, které ukazují, například, že mírná žena-neobjektivní sexuální dimorfismus v bille zakřivení byl rodový stav, ve poustevník kolibříci (Phaethornithinae), a že je výrazně zesílen v několika druhů, jako Glaucis hirsutus a Phaethornis chlap, kde účty samice jsou o 60 procent více zakřivené než účty mužů, což může být vysvětleno rozdíly v používání potravin rostlin., Jejich údaje naznačují, že poustevník kolibříci by mohly poskytnout cenný model pro studium ekologické příčinné souvislosti jako mechanismus evoluce pohlavního dimorfismu u všech druhů, v nichž existují rozdíly v trofické morfologie nebo jiné takové morfologické rozdíly vzhledem k pohlaví-specifické využívání zdrojů.
papírové Grantové & Grant (2010) nabízí zajímavý pohled na modely toku genů mezi druhy darwinových pěnkav na Daphne Hlavní Ostrov, stejně jako tok genů v důsledku imigrace z con – a heterospecifics., Hlavním výsledkem, že tok genů z heterospecifics se zdá být vyšší než tok genů z jedinci stejného druhu na různých ostrovech, je docela fascinující a provokativní, jak to zpochybňuje naše obvyklé představy o hranice druhů a úloha toku genů v udržování populací stejného druhu soudržné a populací různých druhů samostatné. Autoři použili velmi komplexní metody kombinující rodokmeny získaná prostřednictvím pozorování a genotypizace s morfometrické měření, a dokonce i behaviorální pozorování, jako strukturu písně a repertoár., Tato pečlivá pozorování umožnila autorům úspěšně odhadnout takové relativně malé množství toku genů. Došli k závěru, že conspecific toku genů v důsledku přistěhovalectví do Daphne Major byl nedostatečný, aby negovat silné účinky obou hybridizace a místní výběr, a to conspecific a heterospecific toku genů v kombinaci jsou dostatečné k vyrovnání náhodný genetický drift., Jeden zásadní implikace zjištění o Grant & Grant (v tisku), je, že gen výměna mezi populacemi je komplexní, heterogenní a dynamický proces, v čase, měřeno v průběhu desetiletí odhalila genetická struktura populace, která se často používá k výpočtu průměrné míry toku genů na předpokládali ustálený stav. Komplexní vzorce výměny genů mohou vést k vytvoření bariéry křížení během speciace.,
Clegg & Phillimore (2010) přispěl papír, který obsahuje zajímavé informace o tom, jak fenotypové a genetické divergence může být oddělena druhů ostrovních ptáků. Papír je vážný pokus odlišit evoluční síly, které formují původu biologické rozmanitosti tím, že studuje genetická struktura populace a fenotypová divergence mezi dvěma co-distribuované podobných skupin ptačích druhů z rodu Zosterops obývající souostroví Vanuatu., Autoři využili této ostrovní systém na adresu relativní role driftu a toku genů při formování genetické variability v rámci populací, zatímco korelace vzory genetické variability fenotypových rozdílů mezi populacemi. Srovnávací analýza těchto rysů mezi dvěma druhy ptáků s podobnými ekologiemi, ale lišící se historií na ostrovech se ukázala jako zvláště odhalující. Bylo zjištěno, že vliv migrace na populační genetickou strukturu se zdálo, že přetrvávají po velmi dlouhou dobu (až stovky tisíc let) v jejich souostroví., Ve stejné době, se očekává, že přechod do stavu drift-mediální systém jako ostrovní populace stává stále více izolované kvůli omezené disperzní schopnosti bylo zjištěno, že pouze částečně vyskytují v endemických druhů, a to navzdory dlouhé evoluční historie na souostroví (miliony let). Přístup a závěry popsané v této knize, bude tvořit důležitou pozadí, aby zvážila v budoucnu při studiu ostrovní speciace v darwinových pěnkav a jiných druhů.,
Darwinovy pěnkavy jsou nejznámější pro diferenciální použití jejich odlišných zobáků, jejichž tvary a velikosti jsou považovány za maximálně účinné pro jejich příslušnou stravu. Jedním z nejdůležitějších aspektů zobák funkce je schopnost zprostředkovat a vydržet biomechanického stresu během zobák použití, což je důležité zejména u druhů, praskání velké a/nebo těžké semena. Biomechanický výstup integrovaného systému zobáku/čelisti a kraniálního svalstva by měl odpovídat fyzikálním a geometrickým vlastnostem zobáku. Papír od Soons et al., (2010) je zajímavá studie, která využívá kompilaci empirických dat k provedení výpočetní analýzy mechanického a adaptivního významu tvaru zobáku v Darwinových pěnkavkách. Přesněji řečeno, autoři použili modelování konečných prvků k testování hypotézy vyhýbání se zlomeninám. Použití spolehlivé metodiky a dobře postavené výpočetní analýzy, autoři se vytvořila studii, která by měla být víceméně informativní biologů v oblasti ecomorphology, kraniofaciální biomechaniky a evoluce., Tento dokument ukazuje, že hluboký a široký zobák pozemní pěnkavy umožňují snížení oblastech s vysokou stres a maximální stres veličin, což ptáci na rozlousknutí tvrdých semen, a zároveň omezit riziko zobák selhání. Tyto výsledky pomáhají vysvětlit hluboký a široký zobák morfologii mezi semeno-jíst pozemní pěnkavy, když ve srovnání s podobně velkých druhů darwinových pěnkav, které sledují odlišné diety, jako kaktusové pěnkavy, a korelace těchto morfologie se zvýšenou sílu kousnutí hlásil dříve (Herrel et al. 2005).
a paper by Tebbich et al., (2010) se zabývá adaptivním vývojem behaviorálních rysů v Darwinových nálezech. Zatímco různě tvarované zobáky umožňují efektivnější (a bezpečný) zpracování různých typů potravinových zdrojů tím, Darwinovy pěnkavy, jednu pozoruhodnou a často přehlíženým rysem jejich biologie je rozsah přizpůsobení chování, které tito ptáci zobrazení při vyhledávání a zpřístupňování těchto zdrojů potravy., Pozemní pěnkavy prozkoumat půdu a velké kameny pro semena, kaktusové pěnkavy proniknout kaktus květiny a ovoce s jejich špičatými zobáky, Pěnice, pěnkavy sonda listy stromů a keřů na malých členovců a ostré-beaked pěnkavy peck na peří pupeny pít krev z prsa nebo crack svá vajíčka tím, že tlačí je přes kameny. V jednom z nejpozoruhodnějších příkladů ve všech ptáků, datel pěnkavy bude nástroj z větvičky nebo větve odstranit hmyz, larva z trhliny v kmen stromu, když nejsou schopni dosáhnout s jejich zobáku (Lack 1947; Bowman 1961)., Takové rozmanité a neofilní chování má pravděpodobně hlubokou genetickou složku, ale jak a kdy se takové chování vyvinulo v Darwinových pěnkách, zůstalo otázkou spekulací. Autoři testovali ‚flexibilní stonek hypotéza‘ vysvětlit rozdíly pozorované mezi Darwinovy pěnkavy připojením individuální přizpůsobivost k druhové bohatosti. Tato hypotéza naznačuje, že rodový pěnkavy byly flexibilní, a proto je schopen přizpůsobit se nové a drsné prostředí narazili na Galapágy využíváním nových druhů potravin a vývoj nových pást techniky., To také předpovídá, že vysoká úroveň kognitivní schopnosti je třeba očekávat u všech druhů darwinových pěnkav, a to nejen ty, které pomocí inovativních technik, jako jsou datel pěnkavy. Autoři ve srovnání několika komponent kognitivní chování, jako je operant a reverzní učení, inovativnost, cukrové třtiny a houpačka úkoly ve více jedinců datel pěnkavy a malé strom pěnkavy a našel důkazy, že inovační chování jsou fylogeneticky primitivní v darwinových pěnkav.,
Badyaev (2010) přispěl papír, který představuje rozsáhlý soubor údajů, na zobák-tvarové variace v rámci jednoho druhu domu pěnkavy (Carpodacus mexicanus), další příklad pokračující adaptivní radiace, a nabízí pozorné přehled současného fenotypu evoluční myšlení a obsahuje myšlenky, které teprve nedávno se vynořil z jiných souvisejících studií. Autor se zaměřuje na možné mechanismy, které umožňují přesné přizpůsobení v zobáku morfologie a jeho přizpůsobivost při rychlém vývoji a diverzifikaci ptačí zobáky., Zejména, že je zájem o vysvětlení pozorované rychlé evoluční změny v zobáku morfologie ve světle neo-Darwinistické model, který vyžaduje koordinované změny ve vývojově odlišných prekurzorů a korespondence mezi funkční a genetické modularita v zobáku morfogeneze, který nedávno byl objasněn (Abzhanov et al. 2004, 2006; Schneider 2006; Badyaev et al. 2008)., Tato studie se zaměřuje na první 19 generací dům pěnkavy kolonizovat konkrétní stránky v Montaně a které zobrazují širokou škálu odlišné a pravděpodobně adaptivní zobák morfologií—výsledek kompenzačních vývojových interakcí mezi zobák délku a šířku v uložení microevolutionary změnit v zobáku hloubky., Bylo zjištěno, že směrové výběr byl do značné míry eliminován fenotypové extrémy tvoří tyto kompenzační vývojové interakce, zatímco dlouhodobé stabilizaci výběr podél jedné osy (zobák hloubka) byla pozorována ve struktuře zobáku aditivní genetické kovariance., Mezi nejzajímavější interpretace údajů poskytnutých Badyaev (2010) jsou to adaptivní rovnocennosti zobák konfigurace štíty genetické a vývojové odchylky v jednotlivých komponentů z vyčerpání přírodního výběru a že kompenzační vývojové interakce mezi zobák komponenty mohou vytvářet rychlé a rozsáhlé reorganizaci zobák morfologie podle nových podmínek, čímž se usnadní vývoj přesné místní adaptace a přispívá k celkové diverzifikaci.
papír ze skupiny Keller (Hoeck et al., 2010) vypadá na další skupina Galapágy země ptáků, které byly také velmi důležité, aby Charles Darwin a jeho rané myšlení o evoluční teorii, Galápagos mockingbirds. Malé a izolované ostrovní populace Mockingbirds nabízejí ideální model pro studium účinků omezené velikosti populace, genetického driftu a genového toku na genetickou rozmanitost. Autoři měří genetické rozmanitosti v rámci a diferenciace mezi 19 ptáčka populace na většině ostrovů, které pokrývají všechny čtyři endemické druhy, použití putatively neutrální mikrosatelitů loci., Autoři zkoumají tyto lokusy pro znamení driftu a toku genů, a jsou také používány historické vzorky pro posouzení genetické změny za poslední století, odhalující některé jasné a výrazné vzory diferenciace a rozmanitosti v souladu s silný genetický drift a omezeného toku genů. To je na rozdíl od Darwinovy pěnkavy, který zobrazí rozšířené interisland migrace úrovně a nízkou úrovní isolation-by-distance (Petren et al. 2005; Tonnis et al. 2005)., Zdá se tedy, že fenotypová divergence mezi populacemi Galápagos mockingbirds je z velké části způsobena izolací a genetickým driftem.
a Konečně, papír Ricklefs (2010) navrhuje hostitel–patogen coevolution jako možné vysvětlení pro snížení sekundární regeneraci atp, a tedy míra diverzifikace, v souvisejících sestra druhy obývající ostrov souostroví. Přičemž je velmi důležité pro pochopení mechanismů speciace v Darwinovy pěnkavy, tato studie také poskytuje doplněk k výklenku studie Peterson et al., (1999), který dospěl k závěru, že výklenky sesterských druhů se po speciaci dlouho nemění. Hypotéza navržená Ricklefs (2010) je na základě pozorovaného u vybraných taxonů, které ukazuje, že vzdálené souostroví odhalit vyšší úrovně sekundární regeneraci atp, než souostroví blíže na kontinentální pevninu. Autor naznačuje, že sekundární regeneraci atp může být zabráněno tím, že zdánlivá konkurence zprostředkované přes patogeny, které coevolved s hostitelskou populací, ale jsou patogenní v sestra populace., Absence četných patogenů ve vzdálených souostrovích by proto umožnila sesterským populacím rychleji dosáhnout sekundární sympatie a urychlit diverzifikaci. Podle stejného uvažování by se druhy měly hromadit relativně pomalu i v kontinentálních oblastech. Toto je nová myšlenka navržená k vysvětlení zjevné úrovně snížené sekundární sympatrie v určitých geografických lokalitách, jako jsou vzdálené souostroví., Vzhledem k relativně nedávnému vzniku studie onemocnění v přírodní populaci jakéhokoli druhu, je pochopitelné, že tento papír nepředstavuje přísný test navrhovaná hypotéza, ale obecný popis ‚patogen hypotézy‘, které vám jistě otevře pole, do série terénních a experimentálních studií.
stručně řečeno, Charles Darwin a jeho kamarádi z HMS Beagle byli první, sbírat drobné zpěvné ptactvo, nyní známé jako Darwinovy (Galapágy) pěnkavy, přesně před 175 roky (Darwin 1839)., Tito ptáci byli později uznáni jako úzce příbuzní, ale vyvinuli zobáky různých tvarů a velikostí jako adaptace pro různé zdroje potravy. Jako takové se staly klasickým příkladem mnoha různých evolučních procesů a nadále nám poskytují cenné poznatky o principech evoluční změny. Jako tento Zvláštní Problém ilustruje, nové a vzrušující objevy jsou vyrobeny ze studií na Darwinovy pěnkavy a související skupiny jsou skutečnou oslavou Darwin dědictví moderní vědy., Je jisté, že budeme i nadále používat tyto kultovní ptáky vzdělávat, trénovat a inspirovat budoucí generace výzkumníků na dlouhou dobu přijít.