居住在蘇格蘭偏遠島嶼上的微小鷦鷈，讓科學家得以難得一見演化過程的實際樣貌。一項由伯明罕大學研究人員領導的新研究發現，數個孤立的島嶼鷦鷈族群正獨立演化，其中一些的體型比牠們在英國本土的親戚明顯增大。
這項發表於《林奈學會演化期刊》（Evolutionary Journal of the Linnean Society）的研究，聚焦於蘇格蘭的四個島嶼亞種：設德蘭群島、費爾島、外赫布里底群島和聖基爾達島。儘管這些鳥類生活在相似的島嶼環境中，但每個族群都走上了自己的演化之路。
研究人員在設德蘭群島和聖基爾達島的鷦鷈身上，發現了特別顯著的「島嶼巨型化」例子。島嶼巨型化發生在被孤立在島嶼上的動物，其體型變得比在英國本土的近緣物種大得多。著名的例子包括加拉巴哥群島的巨龜和已滅絕的模里西斯渡渡鳥。
偏遠蘇格蘭島嶼上的巨型鷦鷈
研究揭示的體型差異非常顯著。英國本土的鷦鷈通常體重在 7 到 10 克之間。然而，在聖基爾達島，這些鳥的體重卻在 13 到 16 克之間。
根據研究人員的說法，聖基爾達島上最大的鷦鷈，體型是英國本土最小鷦鷈的兩倍以上。這使其躋身全球已知鳥類島嶼巨型化案例的前 25%。
科學家們也發現，設德蘭群島和聖基爾達島的鷦鷈與英國本土族群之間，很少有定期雜交的證據。牠們長期的孤立似乎讓牠們發展出了獨特的生理特徵、鳴唱和基因。
該研究的主要作者、地理、地球與環境科學院的 Michał Jezierski 博士表示：「我們發現，所有四個蘇格蘭鷦鷈亞種在基因上都與英國本土的鷦鷈不同；設德蘭群島和聖基爾達島的鷦鷈在外觀和鳴唱上尤其獨特。牠們的基因獨特性如此之高，很可能正朝向成為新物種的演化路徑邁進。」
科學家如何研究島嶼鷦鷈
為了更好地理解島嶼演化如何運作，研究人員利用身體測量、鳴唱錄音和全基因組定序，將蘇格蘭島嶼上的鳥類與英國本土的鷦鷈進行比較。
這項研究提供了迄今為止對所謂「島嶼症候群」（island syndromes）背後生物過程最詳細的調查之一。這些演化模式在世界各地的許多島嶼物種中都能看到，通常包括較大的體型、較長的壽命、較慢的繁殖速度，以及在鳥類中，飛行能力的降低。
據估計，地球上 20% 到 30% 的物種棲息在島嶼上，島嶼以其奇特的野生動物聞名，包括馬達加斯加狐猴和科莫多巨蜥。科學家認為，島嶼的孤立，加上較少的掠食者和競爭，創造了可能將演化推向不尋常方向的條件。
諾丁罕大學的共同作者 Will Smith 表示：「我們的研究表明，具有相似環境的島嶼，可以透過不同的基因途徑產生相似的演化結果。蘇格蘭的鷦鷈為我們提供了一個強大的案例研究，以理解產生全球島嶼生物多樣性的機制。」
蘇格蘭巨型鷦鷈的平行演化
基因組分析顯示，每個島嶼族群在基因上都是獨特的，並且在很大程度上彼此孤立。即使設德蘭群島和聖基爾達島的鷦鷈在外觀上相似，但與其演化相關的基因變化卻大多不同。
研究人員表示，這表明了「平行演化」（parallel evolution）的例子，即相似的環境壓力獨立地產生了相似的結果。
Jezierski 博士補充說：「我們的基因組數據表明，儘管設德蘭群島和聖基爾達島的鷦鷈在外觀上相似，但在基因上卻彼此不同。這意味著牠們的島嶼巨型化是一個『平行演化』的案例，一個相似的原始族群（可能是從英國本土遷徙來的殖民者）抵達了每個島嶼群，然後獨立演化成為島嶼巨型。在這個過程中，牠們的鳴唱也與英國本土鳥類的鳴唱變得非常不同。」
費爾島和外赫布里底群島的鷦鷈在基因上與英國本土鳥類更為相似，這表明即使在鄰近的島嶼之間，島嶼演化也可能存在顯著差異。
演化變遷的稀有窗口
在巨型鷦鷈中觀察到的較大體型，與其他與島嶼相關的特徵一起演化，包括羽毛、身體比例和鳴唱模式的差異。研究人員表示，這支持了島嶼環境持續以可預測的方式塑造演化的觀點。
即便如此，科學家們仍然不完全理解為何會發生島嶼症候群，以及這些特徵如何幫助物種適應島嶼生態系統。該團隊認為，蘇格蘭的鷦鷈可以成為未來研究全球島嶼演化驅動力的重要模型。
