국제 연구팀은 이 상징적인 새의 진화적 변화를 연구하기 위해 거의 4,000마리에 달하는 다윈 핀치새의 가장 큰 게놈 데이터 세트를 사용했습니다. 사이언스(Science) 저널에 발표된 이 연구는 핀치새 적응의 유전적 기초를 밝히기 위한 수십 년의 연구를 기반으로 하며 진화 메커니즘을 이해하는 데 있어 장기적인 관찰의 중요성을 강조합니다.
국제 연구팀은 최근 자연 개체군의 현대 진화 변화에 대한 획기적인 연구를 발표했습니다. 이 연구는 다윈핀치새의 자연 서식지에 있는 거의 4,000마리의 동물에 대한 가장 광범위한 게놈 데이터세트를 활용하여 이 상징적인 그룹의 적응의 유전적 기초를 밝힙니다. 이번 연구 결과는 최근 사이언스 저널에 게재됐다.
다윈이 갈라파고스 제도의 핀치새에 대해 쓴 이후로 생물학자들은 이 작은 명금류가 어떻게 진화했는지 이해하기 위해 연구해 왔습니다. 지난 백만년 동안 하나의 조상 종이 18개의 다른 종으로 진화했습니다. 연구 유기체로서 다윈 핀치의 장점은 종 진화의 초기 단계를 보여주는 능력입니다.
프린스턴 대학의 피터 그랜트(Peter Grant)와 로즈마리 그랜트(Rosemary Grant)는 1970년대부터 다윈 핀치새의 거의 모든 개체를 추적해 왔습니다. 그들의 연구에 따르면 다프네 메이저핀치는 환경 변화와 종 간의 상호 작용에 반응하여 진화했습니다. 국제 연구자 팀이 다프네 섬에서 연구된 거의 모든 핀치새의 게놈 서열을 분석하고 적응 변화의 유전적 구조를 밝혀냈습니다.
이번 연구의 제1저자이자 웁살라 대학의 박사후 연구원이었던 에릭 엔바디(Erik Enbody)는 “이것은 과거의 진화적 변화에 대한 우리의 이해와 현재의 관찰을 결합할 수 있는 매우 흥미로운 기회라고 생각합니다.”라고 말했습니다. "게놈 데이터는 들판의 새를 관찰하고 그들의 진화에 영향을 미치는 요인을 이해할 수 있게 해주는 강력한 도구이며, 갈라파고스 제도에 대한 수십 년간의 연구 없이는 이러한 규모의 연구는 불가능했을 것입니다."
이번 연구의 수석 저자인 Leif Andersson(웁살라 대학교 및 텍사스 A&M 대학교)은 다음과 같이 말했습니다. "우리 발견의 놀라운 특징 중 하나는 소수의 유전적 위치만이 핀치 부리의 엄청난 양의 변이를 설명할 수 있다는 것입니다. 이러한 유전적 변화가 진화하는 것처럼 보이는 방법 중 하나는 여러 유전자를 함께 묶은 다음 환경 변화에 따라 자연 선택을 허용하는 것입니다."
이러한 결과는 인간 유전학자들을 놀라게 할 수 있는데, 왜냐하면 많은 유전적 변이가 인간의 키 변화에서 아주 작은 부분만을 차지하기 때문입니다.
30년 동안 연구한 결과, 핀치새의 부리는 점점 작아졌습니다. 연구자들은 다프네의 모든 핀치새 게놈을 사용하여 작은 땅핀치새의 유전자가 이종교배와 가뭄 기간을 통해 전달되었기 때문에 이것이 더 작은 부리를 가진 개체가 더 잘 생존할 수 있다는 사실을 발견했습니다. 이 연구는 진화적 변화의 메커니즘을 이해하기 위한 장기 연구의 가치를 강조합니다.
연구자들은 각 새의 날개 정맥에서 한 방울의 혈액을 수집하고 각 새에 밴드를 부착했습니다. 이를 통해 생존 기간, 교미 대상 및 자손을 추적할 수 있습니다.
Rosemary-Grant는 "연구 전반에 걸쳐 혈액 샘플을 수집함으로써 기술이 성숙되면 게놈 연구에 샘플을 사용할 수 있습니다"라고 덧붙였습니다.
연구자들은 중부 핀치새뿐만 아니라 섬에 있는 핀치새 4종의 전체 군집을 연구했습니다. 섬의 환경이 변화하고 중형 핀치와의 교배가 늘어나면서 선인장 핀치의 부리는 점차 무뎌졌습니다. 이 연구는 유전적 변화와 때로는 종 간에 전달되는 대규모 표현형 효과를 통해 종이 변화하는 환경에 어떻게 적응하는지에 대한 역동적인 그림을 그립니다. 지구 환경이 계속해서 변화함에 따라 갈라파고스 제도의 핀치는 새, 유전적 구성 및 환경이 어떻게 상호 작용하여 야생 개체군의 미래를 형성하는지에 대한 귀중한 창을 제공할 것입니다.