وهكذا جاء التنويع المتفجر لإقحوانات داروين العملاقة

أجرى علماء من الحديقة النباتية الملكية بمدريد بالتعاون مع باحثين من الإكوادور والولايات المتحدة أول دراسة تطورية بالبيانات الجينية للجنسسكاليسيا، النباتات المعروفة أيضًا باسم الإقحوانات العملاقة لداروين في جزر غالاباغوس.

إشعاع تطوري فيجزر المحيطات لقد فتن علماء الأحياء منذ ذلك الحينتشارلز داروين إجراء استكشافأرخبيل غالاباغوس. هذه الإشعاعات عبارة عن مجموعات من الأنواع وثيقة الصلة والتي نشأت بسرعة كبيرة ، بشكل متفجر - في بضع مئات الآلاف من السنين - من نوع أسلاف واحد وصل إلى الجزر.

بالإضافة إلى الانتواع السريع ، غالبًا ما يؤدي الإشعاع على الجزر ، وخاصة البركانية ، إلى التطور المتسارع نتيجة للتنوع البيئي الكبير ، وهو ما يسمى "الإشعاع التكيفي". أشهر الأمثلة موجودة في مملكة الحيوان ، وتحديداً في ما يسمى بعصافير غالاباغوس أو عصافير داروين.

على الرغم من وجود بعض الأمثلة على الدراسات في المملكة النباتية في هاواي أو جزر الكناري ، إلا أنه حتى وقت قريب تم الحصول على دقة محدودة عند التحقيق في علاقات القرابة بين الأنواع ، مما أعاق إجراء تحقيق مفصل لأنماطها وعملياتها من الأنواع ، على وجه الخصوص ، وتيرة وطريقة التنويع السريع في الجزر.

فريق دولي من العلماء يضم العديد من الباحثين من المجلس الأعلى للبحث العلمي (CSIC) فيالحديقة النباتية الملكية (RJB) في مدريد ، نشرت للتو دراسة رائدة على جميع أنواع الجنسسكاليسيا، المعروف أيضًا باسم "الإقحوانات العملاقة لداروين". إنه توثيق لواحد من أكثر الإشعاعات التطورية رمزية في جزر ديناميكية للغاية جيولوجيًا وبيئيًا مثل جزر غالاباغوس.

أول دراسة جينية وتطورية للإقحوانات العملاقة

يقول باحث RJB-CSIC: "إنه تحليل نسبي باستخدام تقنيات التسلسل الضخمة (التنميط الجيني بالتسلسل) للتحقيق في العلاقات بين الأنواع ، ومعدل تنوعها وأنماطها التطورية الرئيسيةماريو فرنانديز-مازويكوس، عضو في هذا الفريق.

نتائج هذا البحث منشورة في المجلةعلم الأحياء الحالي، للإشارة إلى أن نسبسكاليسيا انفصلت عن أقرب أقربائها في أمريكا الجنوبية منذ حوالي ثلاثة ملايين سنة. ومع ذلك ، فإن الأنواع الخمسة عشر الحالية ، وكلها فريدة من نوعها في جزر غالاباغوس ، قد تكون قد تنوعت بسرعة من سلف مشترك في الآونة الأخيرة ، وربما في المليون سنة الماضية.

تم تحديد نمط تطوري آخر فيسكاليسيا إنه خرق للفرضية المعروفة باسم "قاعدة التقدم" ، والتي بموجبها من المتوقع أن تحتل الأنواع الأكبر سنًا الجزر القديمة. في هذه الحالة ، يتم كسر القاعدة لأن الجنس قد تنوع مؤخرًا جدًا ، عندما ظهرت معظم الجزر بالفعل من قاع البحر.

"في كثير من الأحيان يفترض أنعزل Inter-Island هو المسؤول عن معظم التنوع في الأرخبيل. لقد وجدنا أن الأنواع قد تنوعت في معظمها داخل أكبر جزر الأرخبيل ، وليس بسبب العزلة بين الجزر "، يشير فرنانديز-مازويكوس.

أثناء الدراسة ، تم اكتشاف أن أنواع أقحوان داروين المتشابهة في شخصياتها تميل إلى عدم الارتباط الوثيق. هذه هي حالة الأنواع التي تنمو بحجم الأشجار ، أو تلك التي لها نفس نوع الأوراق. ويضيف الباحث RJB-CSIC: "سيكون هذا نتيجة للتطور المتقارب ، أي أن هذه الشخصيات المتشابهة ربما تكون قد تطورت عدة مرات كتكيف مع بيئات مماثلة في جزر مختلفة".

كلا العصافير وسكاليسيا جذب انتباه داروين بقوة أثناء إقامته في جزر غالاباغوس ، كما يتضح فيرحلة بيغل. ومع ذلك ، على عكس التاريخ التطوري للعصافير ، الذي تمت دراسته على نطاق واسع ، فإن تطور العصافيرسكاليسيا بالكاد تم التحقيق فيه حتى الآن.

فهرس:

ماريو فرنانديز-مازويكوس ، بابلو فارغاس ، روس أ.مكولي ، ديفيد مونجاس ، آنا أوتيرو ، خايمي شافيز ، خوان إرنستو جيفارا أندينو ، وغونزالو ريفاس توريس. "إشعاع الإقحوانات العملاقة لداروين في جزر غالاباغوس"علم الأحياء الحالي، 2020. DOI: https://doi.org/10.1016/j.cub.2020.09.019.
عبر: Sync.