Mezinárodní tým vědců určil evoluční rodokmen jedné z nejnápadněji rozmanitých a nejohroženějších ptačích čeledí na světě, havajských medojedů.
S využitím jednoho z největších souborů dat DNA pro skupinu ptáků a s využitím metod sekvenování nové generace tým, jehož členem byl i profesor Michi Hofreiter z University of York, určil typy pěnkav, z nichž se čeleď medojedů původně vyvinula, a spojil načasování této rychlé evoluce se vznikem čtyř hlavních havajských ostrovů.
Na výzkumu, který bude 8. listopadu publikován v nejnovějším vydání časopisu Current Biology, se podíleli také vědci ze Smithsonian Institution aEarlham College v USA a z Ústavu Maxe Plancka pro evoluční antropologii v Lipsku.
Kdysi existovalo více než 50 druhů těchto pestrobarevných zpěvných ptáků, kteří byli tak rozmanití, že historicky nebylo jasné, zda jsou všichni součástí jedné skupiny.
ProfesorHofreiter z katedry biologie na univerzitě v Yorku řekl: „Medojedi pravděpodobně představují nejpůsobivější příklad adaptačníveradikace u obratlovců, která vedla k řadě tvarů zobáku, jež jsou mezi ptáky jedinečné. V naší studii jsme poprvé schopni vyřešit příbuzenské vztahy mezi druhy v rámci této skupiny, a tím pochopitirevoluci.“
HeatherLernerová, odborná asistentka biologie na Earlham College, dodala: „Někteří se živísemeny, někteří ovocem, někteří plži, jiní nektarem. Někteří mají zobák jako papoušci, jiní jako pěvci, někteří jsou podobní pěnkavám a jiní mají rovné, tenké zobáky. Otázkou, kterou jsme si položili, bylo, jak se tato neuvěřitelná rozmanitost v průběhu času vyvinula.“
Odpověď je jedinečná pro Havajské ostrovy, které jsou součástí dopravního pásu vzniku ostrovů v důsledku sopečné činnosti, přičemž nové ostrovy vznikají tak, jak se dopravní pás pohybuje na severozápad. Každý vznikající ostrov představuje prázdnou tabulku pro evoluci, takže když se jeden druh medojeda přesune z jednoho ostrova na nový, narazí tito ptáci na nová stanoviště a ekologické niky, které mohou způsobit jejich adaptaci a rozvětvení do samostatných druhů. Vědci zkoumali vývoj havajských včelojedů po vzniku ostrovů Kauai-Niihau, Oahu, Maui-Nui a Havaj. Největší výbuch evoluce do nově vzniklých druhů, tzv. radiace, nastal mezi 4 a 2,5 miliony let, po vzniku Kauaii-Niihua Oahu, ale před vznikem zbývajících dvou velkých ostrovů, a vedl k vývoji šesti z deseti odlišných druhů.
Současná autorka Helen Jamesová, výzkumná zooložka ze Smithsonova národního přírodovědného muzea „Tato radiaceje jedním z přírodovědných pokladů, které souostroví uprostřed Pacifiku nabízí. Bylo fascinující, že se nám podařilo propojit biologický systém s geologickým útvarem a umožnilo nám to jako prvním nabídnout úplný obraz adaptační historie těchto ptáků.“
Na základě genetických dat z 28 druhů ptáků, kteří se zdáli být podobní medojedům morfologicky, geneticky nebo měli společnou geografickou blízkost, vědci určili, že se různé druhy medojedů vyvinuly z euroasijských růžovek. Vědci zjistili, že na rozdíl od většiny ostatních předků ptáků, kteří pocházeli ze Severní Ameriky a kolonizovali Havajské ostrovy, růžoví pěvci pravděpodobně pocházejí z Asie.
Rob Fleischer, vedoucí Centra pro ochranu přírody a evoluční genetiku SmithsonianConservation Biology Institute, řekl: „Panuje představa, že na Havaji nezůstaly žádné druhy, které jsou skutečně původní, ale jedná se o skutečně původní ptáky, kteří jsou vědecky cenní a plní důležitou a jedinečnou ekologickou funkci. Jsem nadšený, že jsme konečně měli dostatek sekvencí DNA a potřebnou technologii, abychom jako první vytvořili tento přesný a spolehlivý evoluční strom.“
Rozmanitost havajských medojedů dostala obrovský zásah, více než polovina ze známých 56 druhů již vyhynula. Vědci se zaměřili na 18 přežívajících druhů medojedů, ale z nich je šest považováno Mezinárodním svazem ochrany přírody za kriticky ohrožené, čtyři za ohrožené a pět za zranitelné.
ProfesorHofreiter řekl: „Je tragédií, že většina druhů z této jedinečné skupiny ptáků, jednoho z nejlepších příkladů síly přírodního výběru, který na zemi máme, vyhynula nebo je na pokraji vyhynutí. Stále máme čas podniknout kroky k zachování zbývající rozmanitosti.“
Dalším krokem ve výzkumu je použití muzejních vzorků a subfosilních kostí k určení, kam vyhynulé druhy zapadají do evolučního rodokmenu neboli fylogeneze, aby se zjistilo, zda nové linie zapadají do celkového vzorce zjištěného v současné studii. Analýza DNA pro tuto studii použila specializované protokoly vyvinuté profesorem Hofreiterem a jeho kolegy z Institutu Maxe Plancka.
Obrázková galerie
. Další informace
- Příspěvek „Multilocus Resolution ofPhylogeny and Timescale in the Extant Adaptive Radiation of HawaiianHoneycreepers“ bude publikován v Current Biology 8. listopadu. PDFverze článku bude k dispozici online v 17.00 hodin britského času na mediálních stránkách Current Biology.
- Autory studie ze Smithsonian Conservation Biology Institute jsou Lerner(nyní na Earlham College) a Fleischer. Dalšími autory jsou James ze Smithsonian’s National Museum of Natural History a Michi Hofreiter z University of York a Matthias Meyer z Max Planck Institute forEvolutionary Anthropology. Práce byla financována National ScienceFoundation
- Více na katedře biologie University of York na www.york.ac.uk/biology/
- Na úvodním snímku je mladá laysanská pěnkava (uprostřed) a po směru hodinových ručiček shora: Havajská akepa, papoušek Maui, poouli, iiwi, Maui alauahio a akiapolaau. Obrázek © H. Douglas Pratt.