野生のクリケットの急速な収束進化

収束進化の最初の段階は、野生で観察するのが困難であり、収束表現型の根底にある初期のゲノムアーキテクチャの理解を制限しています。これに対処するために、ハワイのカウアイ島のフィールドクリケット（Teleogryllus oceanicus）の人口で21世紀の初めに生じ、増殖した新しい特性、フラットウィングを活用しました。フラットウィングは、男性の前ewの音を生成する構造を消去します。突然変異体の男性は、女性を引き付けるために歌うことはできませんが、音響的に配向する寄生バエ（Ormia ochracea）によって致命的な攻撃から保護されています。2年後、サイレントモーフが近隣のオアフ島に登場しました。ハワイのフラットウィングの進化的起源の2つの仮説をテストしました。（1）サイレントモーフがカウアイで発生し、その後オアフに内在し、（2）フラットウィングが各島で独立して発生したことをテストしました。雄の翼の形態計測分析により、カウアイの平らな翼はほぼ完全に典型的な導出された構造を欠いているのに対し、オアフ族のフラットウィングは著しく野生型の翼脈を保持していることが明らかになりました。標準的な遺伝的交差を使用して、突然変異が両方の島で単一の焦点の性別に関連したメンデル特性として分離されることを確認しました。ただし、Rad-seqを使用したゲノム全体のスキャンは、各島のフラットウィングにリンクされたほぼ完全に異なるマーカーを回復しました。いずれかの島でのフラットウィングとの対立遺伝子関連のパターンは、X染色体上の2つの変異イベントのタイミングと一致するさまざまなゲノムアーキテクチャを明らかにしています。したがって、異なる遺伝子座にリンクされている分岐翼の形態は、異なる行動の結果を引き起こします - 選択の力が存在し、異なるゲノムの出発点からの収束適応を迅速に形成します。

The earliest stages of convergent evolution are difficult to observe in the wild, limiting our understanding of the incipient genomic architecture underlying convergent phenotypes. To address this, we capitalized on a novel trait, flatwing, that arose and proliferated at the start of the 21st century in a population of field crickets (Teleogryllus oceanicus) on the Hawaiian island of Kauai. Flatwing erases sound-producing structures on male forewings. Mutant males cannot sing to attract females, but they are protected from fatal attack by an acoustically orienting parasitoid fly (Ormia ochracea). Two years later, the silent morph appeared on the neighboring island of Oahu. We tested two hypotheses for the evolutionary origin of flatwings in Hawaii: (1) that the silent morph originated on Kauai and subsequently introgressed into Oahu and (2) that flatwing originated independently on each island. Morphometric analysis of male wings revealed that Kauai flatwings almost completely lack typical derived structures, whereas Oahu flatwings retain noticeably more wild-type wing venation. Using standard genetic crosses, we confirmed that the mutation segregates as a single-locus, sex-linked Mendelian trait on both islands. However, genome-wide scans using RAD-seq recovered almost completely distinct markers linked with flatwing on each island. The patterns of allelic association with flatwing on either island reveal different genomic architectures consistent with the timing of two mutational events on the X chromosome. Divergent wing morphologies linked to different loci thus cause identical behavioral outcomes--silence--illustrating the power of selection to rapidly shape convergent adaptations from distinct genomic starting points.