Det visar forskare vid bland annat Uppsala universitet, SLU och Princeton university i en studie som publiceras i veckans nummer av den ledande vetenskapstidskriften Nature.
– Det skulle inte förvåna mig om liknande mutationer så småningom även visar sig ha bidragit till den fascinerande mångfalden i utseende bland oss människor, som gör att vi utan problem känner igen enskilda individer, säger professor Leif Andersson vid Uppsala universitet och SLU, som har lett studien.
Darwinfinkarna har länge varit ikoner inom evolutionsforskningen. De studerades av Charles Darwin på Galapagosöarna under en resa jorden runt på 1830-talet och kom att spela en viktig roll när han efter hemkomsten till England började utveckla sin evolutionsteori.
Darwin hade häpnats över variationen i just näbbarnas form och storlek hos dessa till synes närbesläktade fåglar. Han förstod att dessa skillnader måste haft avgörande betydelse för olika arters möjligheter att utnyttja olika födokällor, till exempel insekter, frön, nektar från kaktusblommor och – för den så kallade vampyrfinken – blod från leguanödlor.
När Darwin utvecklade sin evolutionsteori fanns inga kunskaper om vare sig gener eller dna-spiraler. I själva verket är det först nu, med de senaste metoderna för att kartlägga arvsmassor, som det blivit möjligt att belysa själva den genetiska grunden för Darwins iakttagelser.
Sammanlagt 120 fåglar undersöktes när forskarna i den nya studien kartlade ordningsföljden på dna-byggstenarna hos alla 15 kända arter av Darwinfinkar och hos två närbesläktade arter. Särskilt noga undersöktes två arter med de trubbigaste och två arter med de spetsigaste näbbformerna.
15 olika områden i arvsmassan visade sig vara starkt kopplade till skillnader mellan arterna. Sex av dessa innehåller gener som tidigare kopplats till huvudets, ansiktets eller näbbens utveckling hos olika ryggradsdjur.
– Det allra mest spännande fyndet är att vi upptäckt ett starkt samband mellan två olika varianter av en gen som kallas ALX1 och variationer i näbbens form. Detta gäller både mellan olika arter och mellan individer inom en och samma art, säger Leif Andersson.
Variationen i ALX1-genen inom samma art kan enligt forskarna förklara en mycket snabb evolutionär förändring av näbbens form som under bara några årtionden iakttagits hos en av Darwinfinkarterna.
– Den har skett parallellt med cykliska variationer i klimatet som påverkar tillgången på olika fröer. Detta har bidragit till spridningen av den variant av ALX1-genen som ger individer en näbbform som bäst tillgodogör sig denna föda, förklarar Leif Andersson.
ALX1-genen innehåller dna-mallen för ett reglerprotein, en så kallad transkriptionsfaktor, som behövs för normal utveckling av skallen och käkpartiet. Mutationer som helt inaktiverar denna gen ger svåra missbildningar hos oss människor.
– Mutationerna vi ser hos Darwinfinkarna ger däremot inte så drastiska förändringar av transkriptionsfaktorns funktion. I stället är de ett exempel på hur en mild mutation i en gen som är kritisk för normal utveckling bidrar till evolution och genetisk anpassning, säger Leif Andersson.