當涉及到生存和繁殖的生物需要時，大自然往往會找到一種方法。有時有不止一種方法。迄今為止，科學家們已經確定了至少兩種遺傳途徑，這些途徑導致生活在與世隔絕的所羅門群島上的一種栗腹磯鶇物種產生相同的物理結果：全黑的羽毛。這種變化不是隨機的意外。它是大自然專門選擇這一特徵的結果。這項新研究最近發表在《PLOS遺傳學》雜誌上。

康奈爾鳥類學實驗室的進化遺傳學家萊昂納多-坎帕格納（Leonardo Campagna）說：”栗腹磯鶇並不像達爾文的雀鳥那樣知名，”主要作者說。”但是這種鳥類的複合體也經歷了許多進化變化，其中許多涉及其羽翼的顏色和圖案的變化。”

情況是這樣的。一個龐大的栗腹磯鶇種群居住在太平洋鏈的一個較大的島嶼上。從那裡，一些鳥類在幾個較小的島嶼上開始了新的殖民行動。兩個較小島嶼上的鳥類最終失去了它們的栗色腹部，完全變成了黑色。然而，每個島上的鳥兒在不同的時間發展出黑色的羽翼，這是基因突變的結果，在小島嶼種群中迅速傳播。其中一個突變是在過去的1000年里傳播的，這在進化的時間裡僅僅算得上是一眨眼的功夫。

這只栗腹磯鶇已經進化出全黑的羽翼，在所羅門群島馬基拉島北部和東南部的小衛星島上發現。

坎帕格納說：”顯然，擁有全黑羽翼是有優勢的。我們通過首次對整個栗腹磯鶇的基因組進行測序，追溯了這一特徵的時間。導致黑色羽毛的兩個突變出現在不同的時間，不同的島嶼，以及與黑色素產生有關的不同基因上。這種程度的趨同是瘋狂的！”

各個種群正處於物種分化的早期階段，分離出來形成新的物種，但它們在遺傳上還沒有太大的分歧，它們可以交配，但很少這樣做，只產生一些雜交種。現場實驗表明，栗腹磯鶇和全黑鳥對被認為具有自己羽色的干擾者的反應都很激烈，但對具有不同顏色的物種成員卻沒有同樣的反應。而事實證明，大自然並沒有完成對栗腹磯鶇基因組的修補工作。

來自所羅門群島馬基拉島主要種群的栗腹磯鶇。

“我們發現在距離原始島嶼約300英里的島嶼中存在第三個黑色（全黑）的栗腹磯鶇種群，”高級合著者、羅切斯特大學生物學教授Al Uy說。”支配其羽色的突變又與我們研究的另外兩個島嶼上的不同。”

Uy已經研究所羅門群島的栗腹磯鶇大約15年了，他說在他的工作中得到了一群值得信賴的原住民島民的幫助。

“我認為新出現的模式是，小島上有一些東西有利於這些全黑的鳥類–在更遙遠的群島上，黑色栗腹磯鶇已經第三次進化，我們發現黑色種群和傳統栗腹磯鶇仍然在每個島嶼內共存，但隨著島嶼變小，黑鳥的頻率上升。”

關於是什麼推動了向背部羽毛的轉換，有多種理論，包括雌性的偏好，黑色羽毛的耐久性，甚至可能與支配其他有利行為的基因有關。

研究報告的作者包括來自冷泉港實驗室的計算機科學家莫子義和亞當-西佩爾，他們編寫了機器學習程序，幫助研究人員深入挖掘過去，測量栗腹磯鶇”家譜”中的突變模式。

“機器學習的使用是種群遺傳學領域的一個令人興奮的新發展，”坎帕尼亞說。”我們訓練計算機識別特定的進化模式，即一個特定的遺傳特徵何時開始，自然或性選擇有多強，以及它在一個群體中移動的速度有多快。然後，我們可以要求訓練有素的算法告訴我們最可能產生我們在當前種群中觀察到的數據的情況。這就像回到了過去。”