Teorin om samevolution säger att när nära interagerande arter driver evolutionära förändringar i varandra kan detta leda till artbildning - evolutionen av nya arter. Men hittills har verkliga bevis för detta varit knappa.
Nu har ett team av forskare hittat bevis för att samevolution är kopplat till artbildning genom att studera den evolutionära kapprustningen mellan gökar och värdfåglarna som de utnyttjar.
Bronsgökar lägger sina ägg i små sångfåglars bon. Strax efter att gökungen kläckts trycker den ut värdens ägg ur boet. Värden förlorar inte bara alla sina egna ägg, utan tillbringar flera veckor med att föda upp göken, vilket tar upp värdefull tid när den kan häcka själv.
Varje art av bronsgök matchar noga utseendet på deras värdkycklingar, vilket lurar värdföräldrarna att acceptera göken.
Studien visar hur dessa interaktioner kan göra att nya arter uppstår när en gökart utnyttjar flera olika värdar. Om kycklingar av varje värdart har ett distinkt utseende och värdar avvisar ungar som ser udda ut, så divergerar gökarten i separata genetiska linjer, som var och en efterliknar kycklingarna från sin favoritvärd. Dessa nya linjer är det första tecknet på att nya arter växer fram.
"Det här spännande nya fyndet kan potentiellt gälla alla par av arter som är i strid med varandra. Precis som vi har sett med göken, kan den samevolutionära kapprustningen få nya arter att dyka upp – och öka den biologiska mångfalden på vår planet." sa professor Kilner vid University of Cambridges institution för zoologi, en medförfattare till rapporten.
De slående skillnaderna mellan kycklingarna av olika bronsgök-härstamningar motsvarar subtila skillnader i fjäderdräkten och ropen hos de vuxna, vilket hjälper hanar och honor som specialiserar sig på samma värd att känna igen och para sig med varandra.
"Gök är mycket kostsamma för sina värdar, så värdar har utvecklat förmågan att känna igen och kasta ut gökungar från sina bon", säger professor Naomi Langmore vid Australian National University, Canberra, huvudförfattare till studien.
Hon tillade, "Endast de gökar som mest liknar värdens egna kycklingar har någon chans att slippa upptäckt, så under många generationer har gökungarna utvecklats för att efterlikna värdkycklingarna."
Studien avslöjade att samevolution med största sannolikhet driver artbildning när göken är mycket kostsam för sina värdar, vilket leder till en "samevolutionär kapprustning" mellan värdförsvar och gökens motanpassningar.
En storskalig analys av alla gökarter fann att de härstamningar som är mest kostsamma för deras värdar har högre artbildningsgrad än mindre kostsamma gökarter och deras icke-parasitära släktingar.
"Detta fynd är betydelsefullt inom evolutionär biologi, och visar att samevolution mellan interagerande arter ökar den biologiska mångfalden genom att driva artbildning", säger Dr. Clare Holleley vid Australian National Wildlife Collection inom CSIRO, Canberra, senior författare till rapporten.
Studien möjliggjordes av teamets genombrott i att extrahera DNA från äggskal i historiska samlingar och sekvensera det för genetiska studier.
Forskarna kunde sedan kombinera två decennier av beteendefältsarbete med DNA-analys av exemplar av ägg och fåglar som hölls i museer och samlingar.
Uppsatsen publiceras idag i tidskriften Science . Studien involverade ett internationellt team av forskare vid University of Cambridge, Australian National University, CSIRO (Australiens nationella vetenskapsbyrå) och University of Melbourne.
Mer information: N. E. Langmore, Coevolution med värdar underbygger artbildning i avel-parasitiska gökar, Science (2024). DOI:10.1126/science.adj3210. www.science.org/doi/10.1126/science.adj3210
Journalinformation: Vetenskap
Tillhandahålls av University of Cambridge
