2005年 , 一组科学家发表了一篇论文 , 将从两块哈斯特巨鹰化石中提取的DNA序列与16只现代鹰的基因组进行了比较 。 科学家们证实 , 正如预期的那样 , 这种大型灭绝鸟现存的最近的亲戚包括澳大利亚物种 。 基因组数据表明 , 族谱在过去几百万年里已经分裂 。 随后的分析认为 , 这种差异发生在大约220万年前 。
因此 , 渐新世溺水假说得一分:鹰似乎是在拟议的溺水时间之后到达的 。 但后来对新西兰其他几种物种的分析显示 , 它们的分化时间大约为数千万年 。 有些物种在渐新世时期仍然存在 。
到2014年 , 地质证据已经说服了大多数科学家:是的 , 新西兰的大部分地区已经被淹没 , 但仍有一小片土地(大约20%)露出水面 。 虽然 , 岛上的一些物种可以追溯到冈瓦纳岛 , 但包括哈斯特巨鹰在内的许多其他物种都是新来者 。
上图:澳大利亚现存最大的猛禽楔尾鹰 。
但是 , 基因分析揭示了一个新的谜团 —— 一个科学家们甚至没有想到去思考的谜团 。 科学家们经常将这种已经灭绝的鸟类与澳大利亚现存最大的猛禽楔尾鹰(wedge-tailed eagle)进行比较 。 很明显 , 它是鹰的近亲 。 相反 , 这些基因与靴隼雕和小鹰的联系更紧密 , 这两个物种的体重都在2磅左右 。 (小鹰 , 顾名思义 , 是现存最小的鹰种之一 。 )
这一发现表明哈斯特巨鹰在体型上比它最近的亲戚有了巨大的飞跃:在200万年里增长了15倍 。 生物学家迈克尔·纳普在最近的一篇论文中指出 , 这是一个“惊人”的变化速度 。 我们观察到狗的体型变化很快 , 但这是由人类选择驱动的过程 。 纳普说 , 据他所知 , 没有其他事例表明自然选择在如此短的时间内导致了如此显著的增长 。 有可能这三种鹰都有一种尚未为人所知的祖先物种 , 其体型位于中间某处 , 它的后代可能向不同的方向演变 。 但纳普认为这种情况不太可能发生 。 第一批任性的鹰从澳大利亚出发 , 在一两天的旅程中被吹过塔斯曼海 , 降落时的条件对体型越来越大的鸟类有利 。
生物学家迈克尔·纳普指出 , 其他猛禽 , 可能是猫头鹰或猎鹰 , 可能以岛上最小的鸟类为食 。 但有大量的恐鸟跑来跑去 , 从火鸡到鸵鸟的大小不等 —— 它们太大了 , 不可能被大多数猛禽杀死 。 “有大量的肉没有被吃掉 , ”纳普说 。 对于体型最大的鹰来说 , 这样的场景很快就会被选中 , 因为它们最容易吃掉这些猎物 。
上图:恐鸟复原图 。
纳普现在正在转向这个谜团的最小尺度:通过比较不同种类的鹰的基因组 , 他想精确地确定哪些基因发生了变化 , 从而促进了哈斯特巨鹰的快速生长 。 他说:“找出它在分子水平上的工作原理 , 这才是真正的下一步 。 ”
另一种鸟
然而 , 鹰的基因已经帮助我们加深了对新西兰生态历史的理解 。 第二种已经灭绝的新西兰鸟 , 被称为艾尔斯的猎鹰(Eyles’s harrier) , 是历史上已知的最大的鹞 。 但这种鸟让人想起哈斯特巨鹰的不仅仅是它的巨大体型:大鹞似乎也是由一种较小的鸟类进化而来的 。 纳普和他的同事在2019年报告称 , 目前存活的最接近艾尔斯的猎鹰的亲戚比其小近五倍 。 这两种鹞似乎是在大约240万年前 , 从共同的祖先分离出来的 —— 相对接近哈斯特巨鹰的分化时间 。
当纳普准备在一个关于这项工作的会议上发言时 , 他对共享的时间产生了兴趣 。 因此 , 他寻找了其他类似分歧时间的例子 。 “我找到了很多这样的人 , ”他说 。 当他开始考虑他所说的这种“可疑的聚集”时 , 他的同事保罗·斯科菲尔德指出了另一个共性点:最近的候鸟都是开放栖息地的物种 。
这两位科学家和其他同事提出了一个假说 , 并于2019年发表在“生态与进化前沿”杂志上:由于地质和气候变化重塑了岛屿的栖息地 , 一波鸟类入侵者在相对较短的时间内 , 抵达了新西兰 。
大约1000万年前 , 澳大利亚开始变得干旱 。 与此同时 , 新西兰仍然是森林密布 —— 至少直到250万年前 , 冰河时代开始 。 随后 , 大片岛屿冷却 , 导致新西兰山顶的冰川开花 , 一些森林死亡 。 突然之间 , 这些岛屿上出现了广阔的草地:一个全新的栖息地 。
纳普在《2021年生态学、进化和系统学年度评论》上发表的一篇论文中 , 以哈斯特巨鹰和艾尔斯的猎鹰为案例研究 。 他认为 , 这些都是“自然入侵”的例证 。 澳大利亚物种经常穿越塔斯曼海 , 但它们通常很难与岛上现有的物种竞争 。 但当凉爽的气温杀死一些森林时 , 这些新来者发现了一个熟悉的生态位 ——一个新西兰物种还没有进化到填补的生态位 。
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