我们通常认为物种是独立而独特的，但有时它们可​​以杂交并产生杂种。当这种情况在特定区域持续发生时，就会形成所谓的杂交区。这些区域可能高度动态或非常稳定，研究它们可以揭示物种边界如何演变(或有时模糊)的关键见解。在 《进化》杂志发表的一项新研究中，伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校的研究人员描述了巴拿马两种侏儒鸟物种之间的杂交区，该区在过去 30 年中总体上保持相对稳定。

物种间杂交产生的杂交种并不罕见，例如骡子(马驴)或狮虎兽(狮虎)。然而，这些杂交的典型例子很多都是不育的，只存在于第一代杂交中。相比之下，在巴拿马西部边缘，加勒比海对面，存在着两种鸟类——金领侏儒鸟和白领侏儒鸟——之间的长期杂交区。

近 30 年前对该杂交区进行的研究发现，基因组中心(该种群基因组中近 50% 为白领 DNA，50% 为金领 DNA)与表型过渡区(种群从视觉上从金领羽毛过渡到白领羽毛的区域)不重叠。之前的研究发现，这两个区域相距约 60 公里，直到最近，人们还不清楚多年来是否发生了任何变化。

杰夫·布朗实验室前研究生、现爱达荷大学博士后研究员基拉·朗和她的团队决定将杂交区内的侏儒鸟种群与大约 30 年前的研究中种群进行比较。这样做可以让研究人员了解基因组中心或表型过渡区是否随着时间的推移而移动，以及整个种群的基因组和表型特征有多稳定。

“目前，基因组中心的杂交种在表型上与金领侏儒鸟几乎完全相同，”朗解释说。“它们有着金领侏儒鸟的金黄色颈圈和深绿色腹部。令人惊奇的是，这些杂交种是白领侏儒鸟和金领侏儒鸟基因混合程度最高的，但它们看起来却与金领侏儒鸟的父母几乎一模一样。而那些看起来混合程度最高的鸟类在基因上大部分都是白领侏儒鸟的 DNA。”

Long 的团队包括伊利诺伊州研究人员、自然资源与环境科学名誉教授 Jeff Brawn、综合生物学副教授 Julian Catchen (CIS/GNDP)、他的前研究生 Angel Rivera-Colón，以及来自马里兰大学帕克分校和史密森学会的合作者。

四年间，研究团队在杂交区的不同区域捕获并采集了 600 多只侏儒鸟的血液样本。研究人员使用 RADseq 对血液样本进行测序，以检查基因组中的数千个基因组标记。然后，研究人员将这些样本与史密森尼学会收藏的博物馆标本样本进行了比较，这些样本用于最初的早期研究。研究团队还测量了野生和历史鸟类的表型特征，已知金领侏儒鸟和白领侏儒鸟之间存在差异，包括羽毛颜色和长度。

在对比了历史鸟类基因组和野生鸟类基因组后，研究人员发现，该种群的基因组中心在大约 30 年内没有发生过移动。在测试的基因组标记中，只有不到 3% 随着时间的推移发生了变化。此外，表型过渡区也保持稳定，只有一个特征——腹部颜色——的位置随着时间的推移发生了约 10 公里的移动。

“这意味着，如果你 30 年前去杂交区表型转变的同一地点，你会看到更多腹部呈黄色的鸟，而如果你现在去同一地点，你会看到更多腹部呈橄榄色的鸟，”朗说。“杂交鸟的腹部颜色随着时间的推移逐渐变深。这可能意味着在这些种群中，绿色腹部的鸟儿受到了某种选择。”

在动物界，杂交的成功率取决于杂交的物种。例如，根据朗的说法，有一个杨树杂交区，该区非常稳定，只有在间冰期才会缓慢移动。许多物种的杂交种通常比亲本物种适应性差，因为它们的特性太过中等，但有时杂交种能够利用这一点，通过利用亲本物种最佳环境之间的生态位获得成功。

据朗称，杂交侏儒鸟种群似乎过得很好，这或许可以解释杂交区如此稳定的原因。尽管有证据表明杂交种的孵化成功率下降(朗称将在下一篇文章中发表)，但她指出，这本质上是大自然过滤掉了白领侏儒鸟和金领侏儒鸟之间不起作用的基因组合。朗称，一旦它们孵化出来，杂交种的存活率似乎与亲本物种相似，而且它们似乎在寻找配偶方面没有问题。

朗说，该系统的下一个重要步骤是确定雌性选择是否影响特定杂交表型的选择，并确定这些特征的潜在基因组结构。这可能有助于了解为什么杂交品种通常与金领品种相似，以及为什么腹部颜色的过渡区在发生变化，而其他表型特征在杂交品种中保持相对稳定。

“据推测，雌鸟更喜欢金领侏儒鸟的颜色，这可能是金领侏儒鸟的橄榄色腹部特征在杂交品种中蔓延的原因，”朗说。“我们有间接证据证明这一点，但从未进行过正式测试，因此如果能找到谜团的最后一块拼图就太好了。”