盐沼麻雀中的盐调节以4种独特的方式进化

在生活中，就像在生活中一样，解决问题的方法通常不止一种。这包括进化过程。“进化快报”中的一项新研究发现，在同一个具有挑战性的环境中的不同鸟类 - 沿着海岸的潮汐沼泽的高盐度生态系统 - 能够发展出独特的物种特定方式来解决同样的问题。

“对于潮汐盐沼物种来说，挑战是如何在细胞中保持水和盐浓度之间的正确平衡，”主要作者，鸟类学康奈尔实验室的博士后研究员Jennifer Walsh解释道。“当细胞暴露在盐水中时，它们会收缩。如果它们暴露在过多的淡水中，它们会膨胀。如果没有适当的平衡，细胞就会死亡。”

来自其他八所大学的Walsh及其同事研究了四种麻雀的基因组：Savannah，Nelson，Song和Swamp Sparrow。选择这些是因为这些物种中的每一个都有生活在盐沼栖息地的人口以及单独的高地人口。这使得可以比较两个群体的基因组并查看它们的不同之处。其中一些差异与在盐沼居住的麻雀中进化的适应性有关，以控制水和盐浓度的平衡 - 这一过程称为渗透调节。

在Savannah Sparrows中看起来很重要的一个基因在细胞中插入物理通道起着重要作用。通过允许水穿过细胞壁，这些通道有助于细胞抵抗盐水平变化引起的膨胀和收缩。沼泽麻雀对盐水的反应相似，但负责形成这些通道的基因完全不同。Song Sparrows似乎通过增强细胞壁的机制进行了调整，因此它们可以更快地扩展和接触盐。纳尔逊的麻雀采取了另一条路线 - 发展一种改变其行为的基因。他们的遗传适应能够抑制口渴，所以他们只需要饮用最少量的盐水，盐水分保持在一定范围内。四种麻雀物种进化出四种不同的复杂机制来处理盐，

研究人员还发现，渗透调节适应性发展迅速，至少在进化规模上 - 可能在过去的1万到15，000年间 - 并且新世界的麻雀一次又一次地殖民沼泽。

盐沼麻雀也进化出一些物种的共同特征，可以帮助它们在炎热，咸，恶劣的环境条件下生存：更好的散热条件，改良的肾脏结构和更深的羽毛，可以提供一些紫外线防护和帮助羽毛承受磨蚀性植被。但为什么要住在盐沼呢?

“有时鸟​​儿会进入沼泽地，因为如果你能适应环境，它实际上是一个非常好的地方，”沃尔什说。“没有竞争，因为那里生活的物种很少，而且从来没有昆虫缺乏食物。”

该研究由国家科学基金会生物学博士后研究奖学金资助，以及康奈尔大学脊椎动物基因组学中心的种子资助。共同作者来自蒙大拿大学，不列颠哥伦比亚大学，夏威夷的Iolani学校，康涅狄格大学，新罕布什尔大学，缅因大学，特拉华大学和本笃会学院。

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