Englantilaisen luonnontieteilijä Charles Darwinin vuonna 1859 julkaistu kirja Lajien synty loi pohjan nykyiselle evoluutiokäsitykselle. Luonnonvalintaa käsittelevässä kirjassa esiteltiin lajienkehitystä mittavaan todistusaineistoon perustuen.

Darwin teki tutkimusta maailmaa mullistaneelle kirjalleen muun muassa Galápagossaarilla. Saariryhmä on tunnettu endeemisistä eli yksinomaan näillä saarilla tavattavista lajeistaan. Siksi se oli otollinen kohde tutkia teorioita evoluutiosta.

Erityisen hyvän esimerkin luonnonvalinnasta ja lajien sopeutumisesta omiin ekologisiin lokeroihinsa tarjoavat alueella tavattava varpuslintujen ryhmä. Näiden varpuslajien tutkiminen oli merkittävässä roolissa yhden historian merkittävimmän tieteellisen teorian kehityksessä.

Darwininsirkkuja Darwinin teoksesta Voyage of Beagle (1839). Piirrokset tehnyt John Gould.

Nykyisin Darwininsirkkuina tunnettu ryhmä koostuu kahdeksastatoista eri lajista, jotka ovat kaikki polveutuneet samasta, saarille yli miljoona vuotta sitten pesiytyneestä lajista. Lintujen läheisimpänä sukulaisena pidetään Etelä- ja Väli-Amerikan maissa tavattavaa Tiaris obscurusta.

Välimatkat saarien välillä ovat melko pitkiä, joten eri saarille pesiytyneet linnut alkoivat lisääntyä muiden omalla saarella elävien lajitoveriensa kanssa. Tuhansien vuosien kuluessa saarille asettuneet linnut kehittivät yksilöllisiä ominaisuuksia, jotka auttoivat niitä sopeutumaan vapaisiin ekolokeroihin.

Darwin vietti saarilla kuukauden päivät syksyllä 1835. Yhdessä assistenttinsa kanssa he keräsivät lintunäytteitä ja huomasivat, että eri saaria asuttavat linnut poikkesivat toisistaan kokonsa, varpaidensa ja nokan muodon puolesta. Jotkut lajit olivat kehittäneet hyönteisten nappaamiseen erinomaisesti soveltuvan pitkän nokan, kun toisilla nokka oli erikoistunut siemenien rikkomiseen.

Maasirkku (Geospiza fortis) on toinen Isokaktussirkun kanssa risteytyneistä Daphnen saaren endeemisistä lajeista. (Kuva: P. R. Grant)

Princetonin ja Uppsalan yliopiston tutkijat ovat jatkaneet Darwinin lähes kaksisataa vuotta sitten aloittamaa tutkimusta.

Tutkijat raportoivat Science-tiedejulkaisussa julkaistussa tutkimuksessaan, kuinka täysin uusi laji voi syntyä ja kehittyä vain kahden sukupolven aikana.

Neljän vuosikymmenen ajan Galápagossaarien varpuslintuja tutkineet Princetonin yliopiston tutkijat B. Rosemary ja Peter Grant havaitsivat Daphne Majorin saarella ennalta tuntemattoman lintulajin 36 vuotta sitten. Koiraslintu oli muita saarella eläviä lajeja suurempi ja se lauloi poikkeavalla tavalla.

”Emme nähneet lajin saapuvan saarelle mereltä, mutta havaitsimme sen nopeasti sen saapumisen jälkeen. Lintu poikkesi ominaisuuksiltaan muista saaren linnuista niin merkittävästi, että tiesimme, ettei se ollut kuoriutunut Daphne Majorilla”, Grant kertoo yliopiston tiedotteessa.

DNA-testit paljastivat uuden linnun isän olevan isokaktussirkku, joka oli saapunut saarelle sadan kilometrin päässä sijaitsevalta Españolan saarelta. Kaukana kodistaan isokaktussirkku lisääntyi kahden Daphne Majorilla tavattavan varpusnaaraan kanssa. Uusi laji oli syntynyt.

Koska syntyneen hybridilajin lauluääni poikkesi saaren muista asukkaista, sen edustajat eivät kelvanneet parittelukumppaneiksi saaren vanhoille asukkaille. Niinpä laji lisääntyi keskenään vahvistaen lajille yksilöllisiä ominaisuuksia. Uusi laji on nimetty Big Birdiksi (Iso lintu), koska se on huomattavasti sukulaislajejaan suurikokoisempi.

Isokaktussirkku (Geospiza conirostris). (Kuva: P. R. Grant)

Tutkijat uskovat linnun suuren koon sekä yksilöllisen nokan muodon olleen merkittäviä tekijöitä uuden lajin voittokulun mahdollistajana:

”Kolmeen muuhun saarella tavattavaan lajiin verrattuna Big Bird asettuu omaan lokeroonsa, mitä tulee nokan muotoon. Kahden lajin geenien risteymä johti nokan muotoon, joka on uniikki ja kilpailullinen”, toteaa Harvardin yliopiston tutkija Sangeet Lamichhaney.

Big Birdin voittokulku oli kuitenkin vähällä jäädä lyhyeksi, kun saarella vallinnut kuivuus tappoi kaikki paitsi kaksi lajin edustajaa vuosina 2002–2003. Vieraillessaan saarella vuonna 2012 Grant tutkimusryhmineen laski 23 yksilöä, jotka muodostivat kahdeksan lisääntyvää paria.

Tutkijoiden mukaan tällaisia risteymiä on todennäköisesti tapahtunut useita kertoja aiemminkin darwininsirkkujen kohdalla. Osa niistä on johtanut uusiin lajeihin ja osa kuollut sukupuuttoon.

”Emme osaa sanoa, miten Big Bird selviää tulevaisuudessa. Sillä on kuitenkin potentiaalia menestyä. Lisäksi laji on kaunis esimerkki eläinkunnan lajiutumisesta”, toteaa Uppsalan yliopiston tutkija Leif Andersson.

”Darwin olisi ollut innoissaan lukiessaan tätä tutkimusta.”

Aiheesta lisää yliopiston tiedotteessa. Tutkimusraportin pääset lukemaan tästä.