Вороны-падальщики и вороны-капюшоны почти неразличимы генетически, а гибридное потомство плодовито.
Биологи показывают, что две формы остались различными в значительной степени из-за доминирующей роли цвета оперения в выборе партнера. Вороны разделили между собой Европу. Западная Европа - это царство черной, как сажа, вороны-падальщицы. Восточная половина континента является местом обитания для вороны в капюшоне с ее серовато-черным оперением.
Граница между двумя популяциями или, точнее, гибридная зона, где они встречаются, составляет всего 20-50 км в ширину, а в Германии она по существу следует руслу реки Эльбы. Это единственный участок территории, на котором оба вида встречаются и успешно спариваются друг с другом. Оперение плодовитого потомства этих пар промежуточно по цвету между оперением их родителей.
Однако резкая демаркация между двумя популяциями ясно указывает на то, что поток генов через гибридную зону ограничен, это означает, что гибриды находятся в избирательном невыгодном положении. Исследовательская группа проанализировала генетическую основу разделения европейских ворон на две популяции. Действительно, результаты исследования показывают, что единственные гены, которые значительно отличаются между двумя вариантами, это те, которые участвуют в определении цвета оперения.
Это говорит о том, что каждая форма предпочтительно спаривается с партнерами того же цвета, что и они сами. Европейские вороны когда-то составляли единое население. Считается, что оно неоднократно разрушалось во время последних ледниковых максимумов в течение последних десятков-сотен тысяч лет назад, во время которых вороны отступали из Центральной Европы в более мягкие убежища в Испании и на Балканах. В конце последнего ледникового периода они вернулись на свои старые места. Но за время изоляции они изменились.
Скорее всего, в Восточной популяции возникла мутация, которая наделила ее носителей более светлым серым оперением. Затем падальщики и вороны в капюшонах снова соприкоснулись и образовали узкую гибридную зону. Однако генетические механизмы, ответственные за сохранение различий между двумя популяциями, остаются неясными. Чтобы выявить эти механизмы, эволюционные биологи сначала секвенировали геномы как ворон-падальщиков, так и ворон в капюшонах. Они обнаружили, что геномы обеих форм почти идентичны, и что несколько генетических локусов, которые дифференцируют серый цвет от черных ворон, вероятно, будут участвовать в определении цвета их оперения
Исследователи провели более детальный анализ и определили степень генетического смешения между двумя популяциями. Используя метод, известный как картирование примесей, биологи определили генетическую основу их дивергенции. Для этого группа ученых изучила варианты локусов в геномах более 400 птиц из гибридной зоны и из регионов, в которых та или иная из двух форм эндемична.
Таким образом, удалось идентифицировать гены, ответственные за разницу в окраске между воронами в капюшонах и падальщиками. По словам биологов, это различие в значительной степени можно объяснить вариацией только двух генетических факторов. Кроме того, биологи показали, что эти два локуса взаимодействуют друг с другом. Другими словами, эти два фактора вместе определяют цвет оперения.
Дальнейшие анализы подтвердили, что остальная часть генома может свободно обмениваться между двумя популяциями и является общей для ворон падальщиков в Западной Европе и ворон в капюшонах в восточной части континента. Только два основных гена эффекта, которые вместе кодируют цвет перьев, резко отличаются по обе стороны гибридной зоны. Серые аллели не найдены к западу от зоны, а черная аллель отсутствует в восточной области. По мнению ученых, это очень сильный признак того, что там строгий отбор на основе цвета.
По мнению авторов исследования, эти данные убедительно показывают, что гибридная зона вдоль Эльбы представляет собой пример ранней стадии видообразования с последующим вторичным контактом между двумя возникающими видами. Классическое биологическое определение вида, основанное на концепции репродуктивной изоляции, то есть на предпосылке, что гибридное потомство скрещиваний между «истинными» видами бесплодно, очевидно, в данном случае неприменимо. Тем не менее, поток генов локально ограничен в геноме, потому что каждая форма предпочтительно спаривается с особями одного цвета.
Это означает, что гибриды с промежуточным цветом менее склонны к размножению. Но две популяции не полностью изолированы генетически друг от друга, поскольку гибридизация все-таки происходит. По словам исследователей, они используют математическую модель для определения уровня гибридизации в гибридной зоне в ее нынешнем виде. Первоначальные данные говорят о том, что она очень низкая, порядка нескольких процентных пунктов.
