Les pinsons de Darwin sont un exemple classique d'un rayonnement adaptatif.Leur ancêtre commun est arrivé sur les Galapagos il y a environ deux millions d'années.Pendant le temps qui a passé les pinsons de Darwin, ont évolué en 15 espèces reconnues différant en taille corporelle, en forme de bec, en chant et en comportement d'alimentation.Les changements dans la taille et la forme du bec ont permis à différentes espèces d'utiliser différentes ressources alimentaires telles que les insectes, les graines, le nectar des fleurs de cactus ainsi que le sang des iguanes, tous entraînés par la sélection darwinienne.
"Nous avons maintenant séquencé 120 oiseaux, y compris toutes les espèces connues des pinsons de Darwin, ainsi que deux espèces étroitement apparentées afin d'étudier leur histoire évolutive", explique le doctorant Sangeet Lamichhaney et partagé le premier auteur sur le journal.Plusieurs individus de chaque espèce ont été analysés et pour certaines espèces, des oiseaux allant jusqu'à six îles différentes ont été échantillonnés pour étudier les variations à l'intérieur et entre les îles.
Un aperçu important est que le flux de gènes entre les espèces a joué un rôle de premier plan tout au long de l'histoire évolutive des pinsons de Darwin.Les scientifiques pouvaient même tracer des signes clairs d'hybridation entre un pinson de la paruline et l'ancêtre commun des pinsons d'arbres et du sol qui ont dû avoir eu lieu il y a environ un million d'années.
"Au cours de nos travaux sur le terrain sur les Galapagos, nous avons observé de nombreux exemples d'hybridation entre les espèces des pinsons de Darwin, mais les effets évolutifs à long terme de ces hybridations ont été inconnus", dit Peter et Rosemary Grant, Princeton University, qui en savent plus sur la biologiedes Finches de Darwin que quiconque dans le monde après avoir effectué des travaux sur le terrain sur les Galapagos pendant une période de 40 ans.
"Maintenant, nous pouvons conclure en toute sécurité que l'hybridation interspécifique a joué un rôle essentiel dans l'évolution des pinsons et a contribué à maintenir leur diversité génétique", explique Peter Grant.
La diversité phénotypique la plus frappante parmi les pinsons de Darwin est la variation de la taille et de la forme des becs.Charles Darwin a été frappé par cette diversité biologique et l'a comparé à la variété à laquelle il était habitué parmi les oiseaux européens tels que The Hawfinch, The Chaffinch and Warblers, comme le documente dans son livre "The Voyage of the Beagle".L'équipe a étudié la base génétique de la variation de la forme du bec en comparant deux espèces avec des becs émoussés et deux espèces avec des becs pointus.Quinze régions du génome se sont distinguées comme étant très différentes dans ce contraste, et jusqu'à six de ces gènes contenaient auparavant qui ont été associés au développement craniofacial et / ou bec.
"The most exciting and significant finding was that genetic variation in the ALX1 gene is associated with variation in beak shape not only between species of Darwin's finches but also among individuals of one of them, the medium ground finch," explains Leif Andersson, Uppsala University, Swedish University of Agricultural Sciences and Texas A&M University, who led the study.
"Il s'agit d'une découverte très excitante pour nous car nous avons précédemment montré que la forme du bec dans le pinson du sol moyen a subi une évolution rapide en réponse aux changements environnementaux. Nous savons maintenant que l'hybridation mélange les différentes variantes d'un gène important, ALX1", "dit Rosemary Grant.
Le gène ALX1 codes pour un facteur de transcription avec un rôle crucial pour le développement craniofacial normal chez les vertébrés, et les mutations qui inactiveront ce gène provoquent de graves malformations congénitales, notamment la dysplasie frontonasale chez l'homme.
- "Ceci est un exemple intéressant où des mutations légères dans un gène qui sont essentielles pour le développement normal conduit à une évolution phénotypique", commente Leif Andersson.
"Je ne serais pas surpris s'il s'avère que les mutations avec des effets mineurs ou minuscules sur la fonction ou l'expression ALX1 contribuent à la diversité faciale déroutante chez l'homme", explique Leif Andersson.
