达尔文雀的趋同进化：加拉帕戈斯群岛达尔文岛上杂交导致的物种融合

本研究针对加拉帕戈斯群岛最北端达尔文岛上大型地雀的分类学争议，通过形态学分析24件1897-1906年采集的标本，解决了Geospiza propinqua和G. magnirostris的分类地位问题。研究发现这两个物种在达尔文岛上出现形态趋同，其共存指数(Coex)为负值，表明存在基因渗入杂交现象。这项研究为理解异域-同域(ATS)物种形成模型的逆转过程提供了重要案例，发表在《Evolutionary Journal of the Linnean Society》上。

　　

在加拉帕戈斯群岛这个"进化实验室"中，达尔文雀(Geospiza)长期被视为物种形成的经典范例。然而，最北端且难以到达的达尔文岛上的大型地雀种群却给科学家带来了持续一个多世纪的分类学困惑。这些鸟类曾被不同学者归类为Geospiza propinqua(原G. conirostris)、G. magnirostris，或被合并为一个高度变异的独特物种G. darwini。这种分类混乱背后隐藏着怎样的进化故事？Peter R. Grant和B. Rosemary Grant在《Evolutionary Journal of the Linnean Society》发表的研究揭开了这个谜团。

研究团队分析了24件1897-1906年间采集的博物馆标本，并与89件来自Genovesa岛的标本进行对比。主要技术方法包括：1)对博物馆标本进行形态测量(喙长、喙宽、翼长等)；2)主成分分析(PCA)评估体型和喙形变异；3)计算共存指数(Coex)量化物种间生态差异；4)声谱分析鉴定物种；5)比较达尔文岛和Genovesa岛种群形态差异。

一个物种还是两个？

通过喙长和喙宽的二维分布分析，达尔文岛的标本明确分为两组，分别对应Genovesa岛的G. propinqua和G. magnirostris。声谱分析确认了G. magnirostris的存在，其典型的下降音调歌曲模式与G. propinqua的稳定音调明显不同。95%置信椭圆分析支持将较小体型组鉴定为G. propinqua。

达尔文岛上的形态变化

与Genovesa岛的同类相比，达尔文岛的两个物种表现出趋同进化：G. propinqua体型更大，喙更深更宽但长度不变；G. magnirostris则体型更小，喙显著变窄。这种趋异方向相反的形态变化使两个物种的形态差距缩小。

共存关系

共存指数分析显示，Genovesa岛上G. magnirostris和G. propinqua在喙深度(2.94 mm)和宽度(3.13 mm)上存在显著差异，满足持续共存标准。但在达尔文岛上，所有维度的Coex值均为负值(长度-0.10 mm，深度-1.80 mm，宽度-0.29 mm)，表明其形态差异不足以维持稳定共存。

讨论：杂交导致的趋同

研究提出了四个证据支持杂交导致趋同的假说：1)Genovesa种群存在基因渗入的基因组证据；2)达尔文岛种群更相似，杂交可能性更高；3)G. propinqua下喙基部弯曲特征在达尔文岛出现，暗示G. magnirostris的基因影响；4)形态差异低于共存阈值。研究者推测，达尔文岛贫乏的植物多样性(仅8种)和稀少的种群数量促进了杂交发生。

这项研究揭示了物种形成过程可能逆转的罕见案例。在异域-同域(ATS)物种形成模型中，达尔文岛的情况代表"融合"路径：两个原本分化的物种因生态条件严酷而通过杂交重新融合。类似现象在Daphne Major岛的G. fortis和G. scandens中也有发现，但达尔文岛的案例因其极端隔离环境而更具代表性。研究强调小岛屿既是进化热点又是物种长期保存的脆弱之地，为理解生物多样性形成与维持机制提供了重要见解。