Ancient genomics reveals lost giant chaffinch ecomorphs in the Azores
对亚速尔群岛化石遗骸的古基因组分析表明，形态上类似于加那利群岛蓝雀的已灭绝巨型黑雀生态型，实际上是由现存的亚速尔普通雀谱系演化而来的，这证明了在没有发生实质性全基因组分化的情况下，也可以产生显著的形态分化。
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岛屿是自然的实验室，生命在这里往往以奇特且剧烈的方式进化。当物种到达与大陆隔绝的偏远陆地时，它们经常为了适应新环境而改变形态。有时它们会长大，有时会变小，有时甚至会完全失去飞行能力。这些转变是由岛屿生活的独特压力驱动的，例如缺乏捕食者或某些食物匮乏。科学家长期以来一直研究这些变化以了解进化的运作方式，但其中有一个难点：岛屿上的化石记录通常是不完整的。当研究人员发现一只已经不存在的巨鸟骨骼时，他们通常会假设这代表了一个已经灭绝的完全不同的物种。然而，骨骼可能会产生误导。如果环境发生变化，鸟类的体型和形状可以在单一物种内迅速改变，这种现象被称为表型可塑性（phenotypic plasticity）。这意味着，即便在DNA没有发生任何改变的情况下，一只鸟今天可能看起来像巨鸟，明天可能看起来像小鸟。理解化石代表的是一个消失的物种，还是仅仅是现存物种的一个不同版本，对于了解我们究竟失去了多少生物多样性以及自然界的韧性究竟有多强至关重要。
在位于大西洋中心的火山群岛亚速尔群岛（Azores），研究人员揭开了一个挑战我们既有假设的故事。多年来，古生物学家一直知道亚速尔群岛曾经拥有比现在丰富得多的鸟类种类。森林砍伐以及鼠、猫等入侵哺乳动物的到来重塑了这些岛屿，导致许多物种走向灭绝。在从火山洞穴中回收的骨骼中，包含了苍头雀（chaffinches）的遗骸，这是一种小型鸣禽。这些古老的鸟类无疑比现在生活在亚速尔群岛的普通苍头雀要大得多。它们的头骨和喙部如此巨大，以至于看起来与数百公里外加那利群岛（Canary Islands）上的蓝苍头雀（blue chaffinches）惊人地相似。基于这些物理特征上的相似性，科学家长期以来一直怀疑这些巨大的亚速尔苍头雀是一个独特的、已灭绝的物种，或许是首先殖民亚速尔群岛的蓝苍头雀的近亲。
为了解开这个谜团，一个研究小组转向了古DNA技术。他们从发现于这些岛屿洞穴中的灭绝鸟类骨骼碎片中，以及从整个马卡罗尼西亚地区（Macaronesian region）现存的苍头雀中提取了样本。通过从这些化石化的骨骼中提取遗传物质，他们能够重建这些鸟类的线粒体基因组，这相当于鸟类的家族树。结果令人惊讶。尽管体型和形状存在巨大差异，但DNA证明这些巨大的灭绝鸟类根本不是一个独立的物种。它们属于与现今生活在亚速尔群岛的小型普通苍头雀相同的遗传谱系。遗传分析表明，这些巨大的形态仅仅是当地种群的一种变异，而非一个独特的进化分支。这一发现有效地排除了亚速尔群岛曾拥有过一种独特的、已灭绝的巨型苍头雀物种的观点，取而代之的是现实：当地的鸟类只是随着时间的推移而缩小了。
研究人员还利用放射性碳定年法观察了这些变化的发生时间。他们测试的最古老骨骼可以追溯到公元前1400年左右，而最新的骨骼则来自公元13世纪，即葡萄牙人在15世纪开始殖民这些岛屿之前。这一时间线表明，巨鸟在人类到来后不久就消失了。定居者的到来带来了两个重大变化：原生茂密森林的清理以及入侵哺乳动物的引入。曾经提供大型硬种子的大片森林被大量破坏，留下的景观由较小的、较软的种子主导。与此同时，老鼠和鼠类也随之而来，为剩余的食物展开了激烈的竞争。在这种新的环境中，拥有较小喙部的鸟类更具优势，因为它们能更高效地食用较小的种子。在相对较短的时间内，可能仅几百年间，苍头雀种群经历了快速的转型。它们的喙部和头骨缩小了多达30%，腿骨也变小了，而它们的翅膀尺寸基本保持不变。
这种快速的物理变化是在没有任何显著遗传代码改变的情况下发生的。研究发现，这些灭绝的巨鸟和现存的小型鸟类共享相同的遗传标记，这表明该种群并未分裂成两个不同的物种。相反，整个种群通过响应新的生态压力改变了其物理形态。这是进化灵活性极高的一个有力例证。这些鸟类不需要等待新突变的出现；它们只是表达了其遗传构成中已经存在的不同性状。研究人员指出，这种程度的变化甚至比著名的达尔文雀（即常被引为快速进化典范的加拉帕戈斯群岛上的鸟类）还要剧烈。亚速尔苍头雀在通常需要如此长时间才能产生差异的极短时间内，就完成了对其整个身体结构的改变。
这一发现的影响不仅限于一种鸟类。它表明，当我们观察岛屿的化石记录时，我们可能会高估灭绝物种的数量。如果一只鸟由于环境变化而迅速改变大小，对于只看到骨架的科学家来说，它的骨头看起来可能就像是一个完全不同的物种。如果没有遗传证据，我们可能会误以为一个独特的谱系已经消失，而事实上，该物种幸存了下来，只是改变了外观。在亚速尔群岛的案例中，“巨型”苍头雀并非一个消失的物种，而是一种消失的生活方式。鸟类在人类到来后幸存了下来，但它们必须放弃其庞大的体型才能生存。这凸显了岛屿生物地理学中一个令人沉重的现实：虽然物种可以具有惊人的适应能力，但它们所扮演的生态角色却可能消失。曾经在古老森林中啄开硬种子的巨鸟已经不复存在，取而代之的是在人类改变后的世界里靠残羹剩饭生存的小型鸟类。这项研究提醒我们，岛屿生命的历程不仅写在发现的骨骼中，也写在那些讲述骨骼如何变化的基因之中。
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