Крупные крапивники с разных островов укрупнялись по-разному

Островные экосистемы служат домом для множества эндемичных видов. При этом общие особенности, связанные с заселением островов, приводят к конвергентному формированию схожих фенотипических адаптаций в разных группах животных — так называемому островному синдрому. В случае птиц он обычно проявляется в «усреднении» размеров тела (крупные виды уменьшаются, а маленькие увеличиваются в размерах), упрощении окраски и песен, склонность к перемещению по земле и связанное уменьшение размеров крыльев и удлинение ног. Но если фенотипические аспекты островного синдрома описаны достаточно хорошо, то исследования генетических основ его развития показали противоречивые результаты. Авторы исследования, опубликованного в Evolutionary Journal of the Linnean Society, ученые проанализировали фенотипическую и генетическую изменчивость подвидов крапивника (Troglodytes troglodytes), обитающих на Британских островах, и показали ключевую роль генетического дрейфа в обособлении островных популяций. 

На Британских островах обитает пять подвидов крапивника — T. troglodytes ssp. indigenus в Великобритании и Ирландии; ssp. zetlandicus на Шетландских островах, кроме острова Фэр-Айл, который населен ssp. fridariensis; ssp. hebridensis на Внешних Гебридских островах, кроме архипелага Сент-Килда, где обитает ssp. hirtensis. В рамках исследования авторы отлавливали живых птиц на этой территории, чтобы проанализировать фенотип и собрать кровь для полногеномных исследований, а также анализировали характер песен. Также в работу вошли музейные образцы. 

Фенотипический анализ показал результаты, ожидаемые для островных популяций — птицы с Внешних Гебридских и Шетландских островов и архипелага Сент-Килда были значимо крупнее, чем ожидалось для этих широт на основе британских и материковых птиц. При этом крапивники с Сент-Килды и Шетландских островов оказались крупнее вплоть до двух раз, что помещает их в верхние 25% по увеличению размеров тела среди островных птиц. Популяции этих островов также отличались от других и между собой по других фенотипическим параметрам, включая размер крыльев и ног. По характеристикам песен также наблюдались значимые различия между почти всеми подвидами. Таким образом, с фенотипической точки зрения, островной синдром был ярко выражен. 

Анализ популяционной структуры по полногеномным данным также показал расхождение крапивников Шетландских островов и Сент-Килды. Птицы Внешних Гебридских островов оказались близки к материковым популяциям, а острова Фэр-Айл имели гибридное происхождение. Последнее, однако, может быть артефактом малой выборки.
Несмотря на высокую степень расхождения, закрепление единственного варианта в конкретной островной популяции оказалось редким явлением. В случае выраженной параллельной эволюции разные островные популяции отличались бы от материковых одними и теми же участками генома, связанными с фенотипом. Однако этого ученые не обнаружили — основная дивергенция происходила по различным участкам для каждой из групп островов. И только у крапивников с острова Фэр-Айл эти участки содержали гены, связанные с метаболизмом и дифференциацией тканей. Схожие результаты наблюдались при анализе гомозиготных участков. При этом следы жесткого действия отбора (selective sweep) были выявлены не для всех популяций. 

Эти результаты указывают на то, что основным источником генетической дифференциации островных популяций крапивников был генетический дрейф и эффект основателя (потеря генетического разнообразия при заселении новой территории). Однако авторы отмечают, что проанализированные фенотипические показатели наиболее вероятно являются полигенными признаками, для которых сложно выявить четкие связи с геномом, и полученные результаты не отвергают возможных процессов параллельной эволюции и видообразования на островных популяциях. Полученные генетические данные также позволяют реконструировать историю заселения островов. 

На окраску североамериканских птиц повлияло межродовое скрещивание