Et internationalt hold af forskere har fastlagt det evolutionære stamtræ for en af de mest markant forskelligartede og truede fuglefamilier i verden, Hawaiian Honeycreepers.

Med et af de største DNA-datasæt for en gruppe fugle og ved hjælp af næste generations sekventeringsmetoder har holdet, som også omfatter professor Michi Hofreiter fra University of York, fastslået de typer finker, som honningkræmmerfamilien oprindeligt udviklede sig fra, og knyttet tidspunktet for denne hurtige udvikling til dannelsen af de fire vigtigste Hawaii-øer.

Forskningen, som vil blive offentliggjort i det seneste nummer af Current Biology den 8. november, involverede også forskere fra Smithsonian Institution og Earlham College i USA og Max Planck Institute for Evolutionary Anthropology i Leipzig.

Der fandtes engang mere end 50 arter af disse farverige sangfugle, som var så forskellige, at det historisk set var utænkeligt, at de alle var en del af den samme gruppe.

Professor Hofreiter fra biologisk afdeling på University of York sagde: “Honningræv er sandsynligvis det mest imponerende eksempel på en adaptiveradiation hos hvirveldyr, som har ført til en række næbformer, der er unikke blandt fugle. I vores undersøgelse er vi for første gang i stand til at opklare artsrelationerne inden for denne gruppe og dermed forståirevolutionen.”

HeatherLerner, der er assisterende professor i biologi ved Earlham College, tilføjede: “Nogle spiser frø, andre spiser frugt, andre spiser snegle, andre spiser nektar. Nogle har et næb som papegøjer, andre som sangere, mens nogle er finkeagtige, og andre har et lige, tyndt næb. Så det spørgsmål, vi startede med, var, hvordan har denne utrolige mangfoldighed udviklet sig over tid?”

Svaret er unikt for Hawaiiøerne, som er en del af et transportbånd, der danner øer som følge af vulkansk aktivitet, og hvor nye øer dukker op, efterhånden som transportbåndet bevæger sig mod nordvest. Hver ø, der dannes, er en tom plade for evolutionen, så når en art af honningkrybbe flytter fra en ø til en ny ø, møder disse fugle nye levesteder og økologiske nicher, som kan få dem til at tilpasse sig og forgrene sig til forskellige arter. Forskerne undersøgte udviklingen af de hawaiianske honningfrøfugle efter dannelsen af Kauai-Niihau, Oahu, Maui-Nui og Hawaii. Det største udbrud i udviklingen af nye arter, kaldet en stråling, fandt sted mellem 4 millioner og 2,5 millioner år tidligere, efter at Kauaii-Niihua Oahu blev dannet, men før de resterende to store øer eksisterede, og resulterede i udviklingen af seks af 10 forskellige typer arter.

Medforfatter Helen James, en forskningszoolog ved Smithsonian National Museum of Natural History “Denne stråling er en af de naturvidenskabelige skatte, som øgruppen byder på midt i Stillehavet. Det var fascinerende at kunne knytte et biologisk system til en geologisk formation, og det gav os mulighed for at blive de første til at give et fuldstændigt billede af disse fugles tilpasningshistorie.”

Med udgangspunkt i genetiske data fra 28 fuglearter, der lignede honningfrøerne morfologisk og genetisk, eller som delte geografisk nærhed, fastslog forskerne, at de forskellige arter af honningfrøer udviklede sig fra rosenfinker i Eurasien. I modsætning til de fleste andre forfødte fuglearter, der kom fra Nordamerika og koloniserede de hawaiianske øer, kom rosenfinken sandsynligvis fra Asien, fandt forskerne.

Rob Fleischer, leder af SmithsonianConservation Biology Institute’s Center for Conservation and EvolutionaryGenetics, sagde: “Der er en opfattelse, at der ikke er nogen arter tilbage, som faktisk er hjemmehørende på Hawaii, men disse er virkelig hjemmehørende fugle, som er videnskabeligt værdifulde og spiller en vigtig og unik økologisk funktion. Jeg er begejstret over, at vi endelig havde nok DNA-sekvenser og den nødvendige teknologi til at blive de første til at fremstille dette nøjagtige og pålidelige evolutionære træ.”

Diversiteten af Hawaiianhoneycreepers har taget et enormt slag, idet mere end halvdelen af de kendte 56 arter allerede er uddøde. Forskerne fokuserede på de 18 overlevende arter af honningkrybber, men af disse arter betragtes seks som kritisk truede af Den Internationale Naturfredningsunion, fire betragtes som truede og fem er sårbare.

Professor Hofreiter sagde: “Det er en tragedie, at de fleste arter fra denne unikke gruppe af fugle, som er et af de bedste eksempler på den naturlige udvælgelses kraft, vi har på jorden, er uddøde eller på randen af udryddelse. Vi har stadig tid til at træffe foranstaltninger til at bevare den mangfoldighed, der er tilbage.”

Det næste skridt i forskningen er at bruge museumsprøver og subfossile knogler til at bestemme, hvor de uddøde arter passer ind i det evolutionære stamtræ, eller fylogeni, for at se, om de nye slægtslinjer passer ind i det overordnede mønster, der er fundet i den aktuelle undersøgelse. Ved DNA-analysen i den aktuelle undersøgelse blev der anvendt specialiserede protokoller, som professor Hofreiter og kollegerne på Max Planck-instituttet har udviklet.

Billedgalleri

Videre oplysninger

• Papiret ‘Multilocus Resolution ofPhylogeny and Timescale in the Extant Adaptive Radiation of HawaiianHoneycreepers’ vil blive offentliggjort i Current Biology den 8. november. En PDF-version af artiklen vil være tilgængelig online kl. 17.00 britisk tid på Current Biology’s mediesider.
• Forfatterne til studiet fra Smithsonian Conservation Biology Institute er Lerner (nu på Earlham College) og Fleischer. De øvrige forfattere er James fra Smithsonian’s National Museum of Natural History, Michi Hofreiter fra University of York og Matthias Meyer fra Max Planck Institute for Evolutionary Anthropology. Arbejdet blev finansieret af National ScienceFoundation
• Mere på Department of Biology på University of York på www.york.ac.uk/biology/
• Det vigtigste billede viser en ung Laysan finke (i midten), og med uret fra toppen: Hawaii akepa, Maui papegøje, poouli, iiwi, Maui alauahio og akiapolaau. Artwork © H. Douglas Pratt.