Một nhóm các nhà nghiên cứu quốc tế đã sử dụng bộ dữ liệu gen lớn nhất của gần 4.000 loài chim sẻ của Darwin để nghiên cứu những thay đổi tiến hóa ở loài chim mang tính biểu tượng này. Nghiên cứu được công bố trên tạp chí Khoa học, được xây dựng dựa trên nhiều thập kỷ nghiên cứu để tiết lộ cơ sở di truyền của sự thích nghi của chim sẻ và nhấn mạnh tầm quan trọng của các quan sát dài hạn trong việc tìm hiểu các cơ chế tiến hóa.
Một nhóm các nhà nghiên cứu quốc tế gần đây đã công bố một nghiên cứu mang tính bước ngoặt về những thay đổi tiến hóa đương thời trong các quần thể tự nhiên. Nghiên cứu này dựa trên bộ dữ liệu bộ gen phong phú nhất của gần 4.000 loài động vật trong môi trường sống tự nhiên của chúng ở loài chim sẻ ở Darwin để tiết lộ cơ sở di truyền về sự thích nghi ở nhóm mang tính biểu tượng này. Những phát hiện này đã được công bố gần đây trên tạp chí Khoa học.
Kể từ khi Darwin viết về loài chim sẻ trên Quần đảo Galapagos, các nhà sinh vật học đã nghiên cứu những loài chim nhỏ biết hót này để hiểu chúng tiến hóa như thế nào. Trong một triệu năm qua, một loài tổ tiên đã tiến hóa thành 18 loài khác nhau. Ưu điểm của loài chim sẻ của Darwin với tư cách là sinh vật nghiên cứu là khả năng chứng minh các giai đoạn đầu của quá trình tiến hóa loài.
Peter Grant và Rosemary Grant của Đại học Princeton bắt đầu theo dõi gần như từng cá thể chim sẻ của Darwin vào những năm 1970. Nghiên cứu của họ cho thấy loài chim sẻ Daphne-Major tiến hóa để đáp ứng với những thay đổi môi trường và sự tương tác giữa các loài. Một nhóm các nhà nghiên cứu quốc tế đã giải trình tự bộ gen của gần như tất cả các loài chim sẻ được nghiên cứu trên đảo Daphne và tiết lộ cấu trúc di truyền của những thay đổi thích nghi.
Erik Enbody, tác giả đầu tiên của nghiên cứu và cựu nghiên cứu sinh sau tiến sĩ tại Đại học Uppsala, cho biết: "Tôi nghĩ đây là một cơ hội rất thú vị để đưa hiểu biết của chúng ta về những thay đổi tiến hóa sâu sắc trong quá khứ đến hiện tại. Kết hợp với những quan sát hiện tại. Dữ liệu gen là một công cụ mạnh mẽ cho phép chúng ta quan sát các loài chim trên thực địa và hiểu các yếu tố ảnh hưởng đến sự tiến hóa của chúng và một nghiên cứu ở quy mô này sẽ không thể thực hiện được trong nhiều thập kỷ." nghiên cứu trên Quần đảo Galapagos."
Leif Andersson (Đại học Uppsala và Đại học Texas A&M), tác giả chính của nghiên cứu, cho biết: "Một trong những đặc điểm nổi bật trong phát hiện của chúng tôi là chỉ một số locus di truyền có thể giải thích số lượng lớn biến thể ở mỏ chim sẻ. Một trong những cách mà những thay đổi di truyền này dường như tiến hóa là bằng cách kết hợp nhiều gen. "
Những kết quả này có thể khiến các nhà di truyền học loài người ngạc nhiên vì nhiều biến thể di truyền chỉ chiếm một tỷ lệ nhỏ trong sự thay đổi chiều cao ở con người.
Mỏ của chim sẻ trở nên nhỏ hơn sau ba thập kỷ nghiên cứu. Sử dụng bộ gen của tất cả các loài chim sẻ trên Daphne, các nhà nghiên cứu phát hiện ra rằng điều này là do gen từ các loài chim sẻ trên mặt đất nhỏ hơn được chuyển qua quá trình giao phối và thời kỳ hạn hán, trong đó những cá thể có mỏ nhỏ hơn sống sót tốt hơn. Nghiên cứu này nhấn mạnh giá trị của các nghiên cứu dài hạn trong việc tìm hiểu các cơ chế của sự thay đổi tiến hóa.
Các nhà nghiên cứu đã thu thập một giọt máu từ tĩnh mạch cánh của mỗi con chim và gắn một dải băng vào mỗi con chim. Điều này cho phép chúng ta được theo dõi để xác định xem chúng sống sót được bao lâu, chúng giao phối với ai và con cái của chúng.
Rosemary-Grant nói thêm: “Bằng cách thu thập các mẫu máu trong suốt quá trình nghiên cứu, chúng tôi có thể sử dụng các mẫu này cho nghiên cứu về gen khi công nghệ đã hoàn thiện”.
Các nhà nghiên cứu không chỉ nghiên cứu loài chim sẻ đất trung bình mà còn nghiên cứu toàn bộ cộng đồng bốn loài chim sẻ trên đảo. Khi các điều kiện trên đảo thay đổi và quá trình lai tạo với các loài chim sẻ đất cỡ trung bình tăng lên, mỏ của loài chim sẻ xương rồng thông thường dần dần bị cùn đi. Nghiên cứu này vẽ ra một bức tranh năng động về cách các loài thích nghi với môi trường thay đổi thông qua những thay đổi di truyền và đôi khi là những hiệu ứng kiểu hình lớn được truyền giữa các loài. Khi môi trường toàn cầu tiếp tục thay đổi, loài chim sẻ trên Quần đảo Galapagos sẽ cung cấp một cái nhìn có giá trị về cách các loài chim, cấu trúc di truyền và môi trường của chúng tương tác với nhau để định hình tương lai của các quần thể hoang dã.