苏格兰偏远岛屿上的小型鸟类正在经历一场剧烈的演化变革。针对英国鹪鹩四个孤立种群的科学家发现，一些岛屿鸟类的体型已变得惊人地庞大——其中最大的圣基尔达鹪鹩体重是最小的大陆鸟类的两倍以上。研究表明，这些鹪鹩正在独立演化，形成了独特的鸣声、外观和遗传特征，这最终可能导致它们演变为全新的物种。
这项发表在《林奈学会进化期刊》上的发现，重点关注在苏格兰发现的四个岛屿亚种：设得兰群岛、费尔岛、外赫布里底群岛和圣基尔达群岛。尽管这些鸟类生活在相似的岛屿环境中，但每个种群都走上了各自的进化道路。
研究人员在设得兰群岛和圣基尔达群岛的鹪鹩中发现了尤为引人注目的“岛屿巨型化”例子。岛屿巨型化是指被隔离在岛屿上的动物变得比大陆上的近缘物种大得多。著名的例子包括加拉帕戈斯象龟和毛里求斯已灭绝的渡渡鸟。
苏格兰偏远岛屿上的巨型鹪鹩
研究中揭示的体型差异十分惊人。英国大陆的鹪鹩体重通常在7到10克之间。然而，在圣基尔达群岛，这些鸟类的体重在13到16克之间。
据研究人员称，最大的圣基尔达鹪鹩体型是英国大陆发现的最小鹪鹩的两倍多。这使它们跻身全球已知鸟类岛屿巨型化案例的前25%。
科学家还发现几乎没有证据表明设得兰群岛和圣基尔达群岛的鹪鹩会定期与大陆种群杂交。它们的长期隔离似乎使其发展出了独特的身体特征、鸣叫声和遗传特性。
该研究的第一作者、地理、地球与环境科学学院的Michał Jezierski博士说：“我们发现所有四个苏格兰鹪鹩亚种在遗传上都不同于英国大陆的鹪鹩；其中设得兰群岛和圣基尔达群岛的鹪鹩在外观和鸣叫声上尤为独特。它们的遗传独特性非常高，很可能正在演化为新物种。”
科学家如何研究岛屿鹪鹩
为了更好地理解岛屿进化的机制，研究人员利用身体测量数据、鸣叫声录音和全基因组测序，将苏格兰岛屿鸟类与英国大陆的鹪鹩进行了比较。
这项研究对所谓的“岛屿综合征”背后的生物学过程进行了迄今为止最为详尽的调查之一。这些进化模式见于全球许多岛屿物种，通常包括体型变大、寿命延长、繁殖变慢，以及鸟类飞行能力的下降。
岛屿是地球上约20%到30%物种的家园，以其独特的野生动物而闻名，包括马达加斯加的狐猴和科莫多巨蜥。科学家认为，岛屿隔离以及较低的天敌和竞争水平，创造了可能推动进化朝异常方向发展的条件。
该研究的合著者、诺丁汉大学的Will Smith说：“我们的研究表明，具有相似环境的岛屿可以通过不同的遗传路径产生相似的进化结果。苏格兰的鹪鹩为我们提供了一个有力的案例研究，以理解全球岛屿生物多样性产生的机制。”
苏格兰巨型鹪鹩的平行进化
基因组分析显示，每个岛屿种群在遗传上都是独特的，并且彼此间基本处于隔离状态。尽管设得兰群岛和圣基尔达群岛的鹪鹩外表相似，但与其进化相关的遗传变化大多不同。
研究人员表示，这是“平行进化”的一个例证，即相似的环境压力独立产生了相似的结果。
Jezierski博士补充道：“我们的基因组数据表明，设得兰群岛和圣基尔达群岛的鹪鹩在遗传上彼此不同，尽管它们在外观上相似。这意味着它们的岛屿巨型化是‘平行进化’的一个案例，即相似的初始种群（可能来自英国大陆的拓殖者）到达了各个群岛，然后独立进化成为岛屿巨人。在此过程中，它们的鸣叫声也变得与‘大陆’英国鸟类非常不同。”
费尔岛和外赫布里底群岛的鹪鹩在遗传上仍与大陆鸟类较为相似，这表明即使是在相近的岛屿之间，岛屿进化也可能存在显著差异。
窥探进化变化的罕见窗口
巨型鹪鹩表现出的较大体型是与其他岛屿相关特征一起进化的，包括羽毛、身体比例和鸣叫模式的差异。研究人员称，这支持了岛屿环境以可预测的方式持续塑造进化的观点。
尽管如此，科学家仍未完全理解岛屿综合征发生的原因，以及这些特征如何帮助物种适应岛屿生态系统。研究团队认为，苏格兰鹪鹩可能成为未来研究全球岛屿进化驱动力的一个重要模型。