Изучая сельские и городские популяции двух видов зябликов Дарвина на Галапагосских островах, исследователи смогли показать, что, хотя генетические вариации были очень незначительными, были существенные эпигенетические различия, которые могли быть связаны с различиями в окружающей среде, вызванными урбанизацией.Сабрина МакНью, аспирант Университета Юты и ведущий автор исследования сказала: «Урбанизация Галапагосских островов произошла относительно недавно, поэтому это хорошая возможность изучить, как животные реагируют на быстрые изменения окружающей среды».
Доктор Майкл Скиннер, старший автор из Вашингтонского государственного университета, сказал: «У зябликов, которых мы изучали, эпигенетические изменения между популяциями были драматичными, но наблюдались минимальные генетические изменения. Мы считаем, что эпигенетические различия могут быть наследственным компонентом, который может объяснить быстрая адаптация зябликов Дарвина к городской среде. Эти виды зябликов имеют разные диеты, которые могут объяснить различия в моделях метилирования, поскольку диета, как известно, влияет на эпигенетику. Это новый механизм, который серьезно не рассматривается в эволюционной биологии в настоящее время . "Эпигенетика, в частности химическая модификация ДНК, известная как метилирование, возникла как наследственный компонент, связанный с различиями между членами популяции, и может играть роль в молекулярной основе эволюционных изменений.
Метилирование ДНК может быть вызвано окружающей средой и может влиять на экспрессию генов, приводя к изменениям физических характеристик, таких как размер.Сабрина МакНью объяснила: «Мы не можем с уверенностью сказать, как эти различия в метилировании влияют на морфологию или физиологию зябликов; тем не менее, интересно задокументировать эпигенетические вариации на уровне популяции. Этот проект является первым шагом в понимании того, есть ли эпигенетические изменения. участвуют в адаптации к изменяющимся условиям ».
В этом исследовании авторы поймали более 1000 птиц двух видов зябликов Дарвина, среднего наземного зяблика (Geospiza fortis) и небольшого наземного зяблика (G. fuliginosa), из сельской и городской местности, расположенных в 10 км друг от друга на Галапагосских островах. . Морфологическое исследование птиц показало, что G. fortis из городской среды были крупнее по всем измеренным признакам, чем их сельские собратья. По словам исследователей, не было зарегистрировано различий в размере между городским и сельским G. fuliginosa, что могло быть связано с тем, что у этих двух видов разные диеты, а также потому, что G. fuliginosa менее изменчивы по размеру, чем G fortis.
Генетический анализ птиц выявил очень незначительные различия в генетическом составе между сельскими и городскими популяциями обоих видов. Анализ паттернов метилирования ДНК выявил существенные различия между городским и сельским населением обоих видов.В этом исследовании сравнивали только две популяции зябликов, поэтому нельзя с уверенностью сказать, что урбанизация является ключевым фактором, влияющим на эпигенетику или морфологию. Однако результаты согласуются с потенциальной ролью эпигенетической изменчивости в быстрой адаптации к изменяющимся условиям.
Необходимы дальнейшие исследования, чтобы определить, какое прямое влияние метилирование ДНК оказывает на физические характеристики, и в какой степени эти паттерны метилирования могут играть роль в эволюции.