다윈의 핀치

Darwin's finches
다윈의 핀치
대형 접지 핀치, 중형 접지 핀치
작은 나무 핀치, 그린 워블러 핀치
과학적 분류
왕국:
문:
클래스:
순서:
가족:

지오스피자
Camarhynchus
플라티스피자
세르트이데아
Pinaroloxias

다윈의 핀치(갈라파고스 핀치라고도 함)는 약 18종행인 조류 집단입니다.[1][2][3][4] 그들은 부리의 형태와 기능에서 놀라운 다양성으로 잘 알려져 있습니다.[5] 그들은 종종 지오스피치아과 또는 지오스피치니 부족으로 분류됩니다. 그들은 태닝어과에 속하며 진정한 핀치와 밀접한 관련이 없습니다. 갈라파고스 핀치의 가장 가까운 친척은 남아메리카의 칙칙한 색깔의 풀밭쥐치(Asemospiza obscura)입니다.[6] 그것들은 비글호의번째 항해가 신사 박물학자 찰스 다윈과 함께 갈라파고스 섬을 방문했을 때 처음 수집되었습니다. 코코스 섬에서 온 코코스 핀치를 제외한 나머지는 갈라파고스 섬에서만 발견됩니다.

"Darwin's Finches"라는 용어는 1936년 퍼시 로우(Percy Lowe)에 의해 처음 적용되었으며, 1947년 데이비드 랙(David Lack)에 의해 다윈의 Finches라는 책에서 대중화되었습니다.[7][8] Lack은 캘리포니아 과학 아카데미의 1905-06년 갈라파고스 탐험대가 수집한 박물관 표본의 대규모 수집에 대한 분석을 기반으로 했으며, Lack은 1947년 저서를 헌정했습니다. 이 새들은 크기가 10에서 20cm (4에서 8인치)까지 다양하고 무게는 8에서 38g (0.3에서 1.3온스) 사이입니다. 가장 작은 것은 와글와글 핀치이고 가장 큰 은 채식 핀치입니다. 종 간의 가장 중요한 차이점은 부리의 크기와 모양에 있는데, 이는 다양한 식량원에 매우 적합합니다. 그 새들은 모두 색깔이 무뎌요. 그들은 백만 년 이상 전에 이 섬에 온 단일 종의 핀치로부터 진화한 것으로 여겨집니다.[9]

다윈의 이론

HMS 비글탐사 항해 동안 다윈은 갈라파고스 새들의 중요성을 알지 못했습니다. 그는 에딘버러 대학에 있는 동안 존 에드먼스톤으로부터 새 표본을 보존하는 방법을 배웠고 사격에 열심이었지만 조류학에 대한 전문 지식이 없었고 이 항해의 단계는 주로 지질학에 집중했습니다.[10] 갈라파고스에서 그는 대부분 그의 하인인 Syms Covington에게 새총을 쏘는 것을 맡겼습니다.[11] 그럼에도 불구하고, 이 새들은 자연 선택에 의한 다윈진화론의 시작에 중요한 역할을 했습니다.

갈라파고스 제도와 그 이후에 다윈은 "창조의 중심"이라는 관점에서 생각하고 종의 변형에 관한 생각을 거부했습니다.[12] 헨슬로의 가르침에서 그는 종의 지리적 분포, 특히 해양 섬과 인근 대륙의 종 간의 연관성에 관심이 있었습니다. 채텀 섬에서는 앵무새칠레에서 보았던 앵무새와 비슷하다고 기록했고, 찰스 섬에서 다른 앵무새를 발견한 후 어디에서 앵무새가 잡혔는지를 주의 깊게 알아냈습니다.[10] 대조적으로, 그는 핀치에 거의 관심을 기울이지 않았습니다. 타히티로 가는 길에 그의 표본들을 조사할 때, 다윈은 찰스 섬에 있는 모든 앵무새들이 한 종이고, 다른 종의 앨버말에 있는 앵무새들, 그리고 3분의 1의 제임스와 채텀 제도에 있는 앵무새들이라는 것에 주목했습니다. 그들이 약 9개월 후에 집으로 항해했을 때, 이것은 그가 갈라파고스 거북에 대해 들은 것을 포함한 다른 사실들과 함께 그가 종의 안정성에 대해 궁금해하게 만들었습니다.[13][14]

여기서 볼 수 있는 것은 갈라파고스 제도에서 발견된 다른 세 종의 핀치에 대한 핀치 A(Geospiza magnirostris)의 적응된 방사선입니다. 다른 종의 새들이 없기 때문에, 그 핀치들은 새로운 틈새 시장에 적응했습니다. 그 핀치들의 부리와 몸은 그들로 하여금 견과류, 과일, 그리고 곤충과 같은 특정한 종류의 음식을 먹도록 변화시켰습니다.
  1. 지오스피자 마그니로스트리스
  2. 지피자파르불라
  3. 애기장대
  4. 지오스피자 포티스

항해를 마치고 돌아온 다윈은 1837년 1월 4일 런던 동물원에 자신이 수집한 다른 포유류와 새 표본과 함께 핀치를 선물했습니다. 핀치를 포함한 새 표본들은 신원 확인을 위해 영국의 유명조류학자인 존 굴드에게 주어졌습니다. 굴드는 보수를 받는 일을 제쳐두고, 1월 10일 다음 회의에서 다윈이 블랙버드, "총부리" 및 핀치라고 생각했던 갈라파고스 제도의 새들이 실제로 "12종의 완전히 새로운 그룹을 포함하는 매우 독특한 일련의 땅 핀치"라고 보고했습니다. 이 이야기는 신문을 만들었습니다.[15][16]

다윈은 그 당시 캠브리지에 있었습니다. 3월 초, 그는 굴드를 다시 만나 처음으로 그의 갈라파고스 ""이 또 다른 밀접한 관련이 있는 핀치 종이라는 점을 포함한 연구 결과에 대한 완전한 보고를 받았습니다. 다윈이 섬별로 분류한 앵무새는 단순한 품종이 아니라 별개의 종이었습니다. 굴드는 다윈이 예상했던 것보다 더 많은 종을 발견했고,[17] 26종의 육지 새들 중 25종이 세계 어디에서도 발견되지 않았지만 남미 대륙에서 발견된 새들과 밀접하게 관련된 새롭고 뚜렷한 형태라고 결론지었습니다.[16] 다윈은 이제 핀치 종들이 앵무새처럼 개별 섬에만 국한되어 있다면, 이것이 섬의 종 수를 설명하는 데 도움이 될 것이라고 보았고, 그는 탐험에서 다른 사람들로부터 정보를 구했습니다. 표본은 로버트 피츠로이 선장, 피츠로이의 관리인 해리 풀러, 다윈의 하인 코빙턴이 섬별로 분류하여 수집했습니다.[18] 이것들로부터, 다윈은 그가 자신의 표본을 수집했던 장소들을 재구성하려고 노력했습니다. 그 결론들은 종의 변형에 대한 그의 생각을 뒷받침했습니다.[16]

비글의 항해에서 온 문자

그가 저널과 비글의 항해(비글의 항해)로 출판하기 위해 일기를 다시 썼을 때, 그는 굴드의 새의 수에 대한 연구 결과를 설명하면서 "비록 이 종은 군도에 독특하지만, 그들의 일반적인 구조, 습성, 깃털의 색깔, 심지어 목소리의 톤까지 거의 모든 것이, 엄밀하게는 미국인입니다."[19] The Voyage of the Beagle의 첫 번째 판에서 다윈은 다음과 같이 말했습니다.

이 한 그룹에서 구조의 거의 완벽한 기울기를 부리의 형태로 추적할 수 있다는 것은 매우 주목할만한 일입니다. 하나는 가장 큰 그로스비크의 것에서 다른 하나는 다르지만 휘파람새의 것과 거의 다르지 않습니다."[20]

초판이 발간될 무렵 다윈의 자연선택론 개발이 진행되고 있었습니다. 1845년 항해 2판(현재는 연구 저널)에서 다윈은 새의 부리에 대한 더 자세한 내용과 그의 변화된 생각을 반영하는 두 개의 마지막 문장을 추가했습니다.

작고 밀접하게 관련된 한 무리의 새들에서 구조의 변화와 다양성을 보는 것을 보면, 사람들은 이 군도의 원래 부족한 새들로부터, 한 종의 새들이 다른 목적을 위해 받아들여지고 변형되었다는 것을 정말로 상상할지도 모릅니다."[21][22]

나머지 육지새들은 부리, 짧은 꼬리, 몸의 형태, 깃털의 구조에서 서로 관련된 가장 특이한 무리의 지느러미를 형성합니다. 굴드 씨가 4개의 하위 그룹으로 나눈 13종이 있습니다. 이 모든 종들은 이 군도에 특이합니다. 그리고 최근에 낮은 군도의 보우 섬에서 가져온 선인장류의 하위 그룹의 한 종을 제외하고는 전체 그룹도 마찬가지입니다. 선인장 중에서 이 두 종은 종종 거대한 선인장 나무의 꽃 주위를 오르는 것을 볼 수 있습니다. 그러나 이 핀치 그룹의 다른 모든 종들은 무리를 지어 함께 섞여 하위 지역의 건조하고 무균 상태의 땅을 먹고 삽니다. 수컷은 모두 혹은 확실히 더 많은 수를 가지고 있으며, 암컷은 갈색입니다(아마도 한두 마리를 제외하고). 가장 궁금한 사실은 지오스피자의 다른 종에 속하는 부리의 크기가 매의 크기만 한 것에서 샤핀치의 크기까지 완벽하게 그라데이션했다는 것입니다. 그리고 (굴드 씨가 그의 하위 그룹인 Certidea를 주요 그룹에 포함시키는 것이 옳다면) 심지어 휘파람새의 크기까지 완벽하게 그라데이션했다는 것입니다. 지오스피자속에서 가장 큰 부리는 그림 1에 나와 있고, 그림 3에서 가장 작습니다. 그러나 그림 2에 나와 있는 크기의 부리를 가진 중간 종이 하나뿐인 대신, 무감각하게 눈금이 매겨진 부리는 6종 이상입니다. 하위 그룹 Certidea의 부리는 그림 4에 나와 있습니다. 선인장의 부리는 찌르레기의 부리와 약간 비슷하고, 네 번째 하위 그룹인 카마린쿠스의 부리는 약간 앵무새 모양입니다. 작고 밀접하게 관련된 한 무리의 새들에서 구조의 변화와 다양성을 보는 것을 보면, 이 군도의 원래 부족한 새들로부터, 한 종의 새들이 다른 목적을 위해 받아들여지고 변형되었다고 정말로 상상할지도 모릅니다. 마찬가지로 원래 부저드였던 새가 이곳에서 아메리카 대륙의 썩은 고기를 먹이는 폴리보리의 사무실을 맡도록 유도되었다고 생각할 수 있습니다.[23]

종의 기원에 관한 글

다윈은 '종의 기원'에서 지리적 분포에 관한 그의 장에서 갈라파고스의 조류 종의 다양성에 대해 더 명확하게 논의했습니다.

섬의 주민들과 관련하여 우리에게 가장 놀랍고 중요한 사실은 실제로는 같은 종이 아니라 가장 가까운 본토의 주민들과의 친화성입니다. 갈라파고스 군도는 땅과 물의 거의 모든 산물에 미국 대륙의 명백한 도장이 찍혀 있습니다. 26종의 육지 새들이 있는데, 굴드 씨는 이들 중 25종을 이곳에서 만들어졌다고 추정되는 별개의 종으로 분류하고 있습니다. 하지만 이 새들 대부분은 모든 성격과 습성, 몸짓, 목소리 톤 등에서 미국 종들과 밀접한 관련이 있는 것으로 나타났습니다. 자연주의자는 대륙에서 수백 마일 떨어진 태평양에 있는 이 화산섬들의 주민들을 보면서도 자신이 미국 땅 위에 서 있다고 느낍니다. 왜 그래야 합니까? 갈라파고스 군도에서 만들어졌을 것으로 추정되는, 그리고 다른 어느 곳에서도 만들어지지 않았을 것으로 추정되는 이 종은 왜 미국에서 만들어진 것들과 그렇게 단순한 친화력을 지니고 있어야 합니까? 생명의 조건, 섬의 지질학적 특성, 높이나 기후, 여러 계층이 함께 연관된 비율에는 아무것도 없는데, 이는 남미 해안의 조건과 매우 유사합니다. 사실 이 모든 면에서 상당한 차이가 있습니다. 한편, 갈라파고스 제도와 베르데 곶 사이의 섬들의 기후, 높이, 크기 등에서 토양의 화산성질은 상당히 유사합니다. 하지만 그들의 주민들은 얼마나 완전하고 절대적인 차이가 있습니까! 케이프 데 베르데 제도의 주민들은 갈라파고스 제도에서 아메리카에 사는 사람들처럼 아프리카 사람들과 관련이 있습니다. 저는 이 거대한 사실이 독립적인 창조에 대한 일반적인 관점에서는 어떤 종류의 설명도 받을 수 없다고 생각합니다. 반면에 여기서 유지되는 관점에서 갈라파고스 제도는 가끔 교통수단을 이용하든, 이전에 지속적인 육지를 이용하든 간에, 식민지 주민들을 받을 가능성이 분명합니다. 미국에서, 그리고 아프리카에서 온 베르데 곶과, 그러한 식민지 주민들은 수정할 책임이 있습니다 – 상속의 원칙은 여전히 그들의 원래 출생지를 배반하고 있습니다.[24]

다윈 핀치의 다형성

다윈은 갈라파고스에서 5주, 데이비드 랙은 3개월을 보낸 반면, 피터와 로즈마리 그랜트와 그들의 동료들은 약 30년 동안 갈라파고스로 연구 여행을 했고, 특히 다윈의 핀치를 연구했습니다.

여성들은 노래 유형이 이형입니다. 노래 A와 B는 상당히 구별됩니다. 또한 노래 A를 가진 남성은 B 남성보다 청구서가 짧습니다. 또 다른 분명한 차이가 있습니다. 이 부리로 수컷은 좋아하는 선인장인 가시배 오푼티아를 다르게 먹을 수 있습니다. 긴 부리를 가진 사람들은 선인장 열매에 구멍을 내고 씨앗을 둘러싸고 있는 육질의 과육을 먹을 수 있는 반면, 짧은 부리를 가진 사람들은 선인장의 밑부분을 찢고 과육과 곤충의 유충과 번데기를 먹습니다(두 그룹 모두 꽃과 꽃봉오리를 먹습니다). 이러한 이형성은 분명히 먹이가 부족한 비육종기에 먹이를 줄 기회를 극대화합니다.

개체군이 범혼합인 경우 [25][26]Geospiza conirostris는 균형 잡힌 유전적 다형성을 나타내며 원래 추정된 것처럼 초기 교감 종의 경우가 아닙니다. 다형성을 유지하는 선택은 섭식 기회를 확장하여 종의 틈새를 극대화합니다. 자세한 번식 프로그램이 없는 상황에서 이러한 상황의 유전자를 명확히 할 수는 없지만, 연결 불균형[27] 있는 두 개의 유전자좌가 가능합니다.

또 다른 흥미로운 이형성은 '분홍색' 또는 '노란색'인 어린 핀치의 지폐입니다. 다윈의 모든 종의 핀치는 두 달 동안 지속되는 이 형태를 보여줍니다. 이 현상에 대한 해석은 알려져 있지 않습니다.[28]

분류학

가족

수십 년 동안 분류학자들은 이 새들을 신세계참새, 구세계 번트와 함께 엠버리즈과에 넣었습니다.[29] 하지만 시블리-알퀴스트 분류학은 다윈의 핀치를 태너거(Monroe and Sibley 1993)와 함께 배치하고, 적어도 하나의 최근 연구는 그 예를 따릅니다(Burns and Skuch 2003). 미국 조류학자 연합(American Ornithologist's Union)은 북아메리카 체크리스트에서 코코스핀치를 엠버리즈과(Emberizidae)에 배치하고 있지만(AOU 1998–2006), 배치가 잘못되었을 가능성이 있음을 나타내는 별표와 함께 잠정적인 남아메리카 체크리스트에서 갈라파고스 종은 장소가 불확실한 인서테 세디스(intercertae sedis)입니다(Remsen et al. 2007).

종.

다윈의 핀치 4개(왼쪽 위부터): Geospiza magnirostris, Geospiza fortis, Certhidea fusca, Camarhynchus parvulus

현대 연구

프린스턴 대학 연구원 피터와 로즈마리 그랜트가 40년 이상 수행한 장기 연구는 태평양의 엘니뇨/라니냐 주기에 영향을 받는 부리 크기의 진화적 변화를 기록했습니다.[37]

부리 진화의 분자적 기초

2004년 개발 연구에 따르면 뼈 형태학적 단백질 4(BMP4)와 발달 중 차등 발현으로 인해 핀치 사이에서 부리의 크기와 모양이 변화하는 것으로 나타났습니다. BMP4는 발달 중인 배아에서 부리를 더 강하게 만드는 것을 포함한 골격 특징을 눕히는 역할을 합니다.[38] 같은 그룹은 다윈의 핀치에 있는 다른 부리 모양의 발달 또한 칼모듈린(CaM)이라는 유전자의 약간 다른 시기공간적 발현에 의해 영향을 받는다는 것을 보여주었습니다.[39] 칼모듈린은 BMP4와 유사한 방식으로 작용하여 부리를 길고 뾰족하게 만드는 것과 같은 부리 성장의 특징 중 일부에 영향을 미칩니다. 저자들은 이 두 가지 요인의 시간적, 공간적 발현 변화가 부리 형태의 가능한 발달적 통제라고 제안합니다. 최근 연구에서 게놈 시퀀싱은 두개안면 발달에 영향을 미치는 전사 인자를 암호화하는 ALX1 유전자를 포함하는 240 킬로베이스 일배체형이 부리 모양 다양성과 강하게 연관되어 있음을 밝혔습니다.[40][41] 게다가, 이러한 부리 크기의 변화는 다윈의 핀치의 발성에도 변화를 주었습니다.[5]

참고 항목

메모들

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참고문헌

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외부 링크