Kansainvälinen tutkijaryhmä on määritellyt yhden maailman silmiinpistävän monimuotoisen ja uhanalaisen lintuperheen, Havaijin hunajakirvisten, evolutiivisen sukupuun.

Käyttämällä yhtä linturyhmän suurimmista DNA-aineistoista ja uuden sukupolven sekvensointimenetelmiä ryhmä, johon kuului myös Yorkin yliopiston professori Michi Hofreiter, määritteli, minkä tyyppisistä suomuista hunajahyppääjistä hunajahyppääjäperhe on alun perin kehittynyt, ja yhdisti tuon nopean evoluution ajoituksen Havaijin neljän tärkeimmän saaren muodostumiseen.

Tutkimukseen, joka julkaistaan Current Biology -lehden uusimmassa numerossa 8. marraskuuta, osallistui myös tutkijoita yhdysvaltalaisesta Smithsonian-instituutista ja Earlham Collegesta sekä Leipzigissa sijaitsevasta Max Planckin evoluutioantropologian instituutista.

Täällä oli aikoinaan yli 50 lajia näitä värikkäitä laululintuja, jotka olivat niin monimuotoisia, että historiallisesti ei ole voitu ajatella, että ne kaikki kuuluivat samaan ryhmään.

Professori Hofreiter Yorkin yliopiston biologian laitokselta sanoi: ”Hunajapöllöt edustavat luultavasti vaikuttavinta esimerkkiä selkärankaisilla tapahtuneesta sopeutumisesta, joka on johtanut useisiin nokan muotoihin, jotka ovat ainutlaatuisia lintujen keskuudessa. Tutkimuksessamme pystymme ensimmäistä kertaa selvittämään lajien väliset suhteet tässä ryhmässä ja siten ymmärtämään evoluutiota.”

Heather Lerner, biologian apulaisprofessori Earlham Collegessa, lisäsi: ”Jotkut syövät siemeniä, jotkut hedelmiä, jotkut etanoita, jotkut nektaria. Joillakin on papukaijojen ja toisilla sepelkyyhkyjen nokka, kun taas toiset muistuttavat peippoja ja toisilla on suora, ohut nokka. Kysymyksemme oli siis, miten tämä uskomaton monimuotoisuus on kehittynyt ajan kuluessa.”

Vastaus on ainutlaatuinen Havaijin saarilla, jotka ovat osa vulkaanisen toiminnan aiheuttamaa saarten muodostumisen liukuhihnaa, ja uusia saaria syntyy, kun liukuhihna liikkuu luoteeseen. Jokainen muodostuva saari on evoluution kannalta tyhjä pöytä, joten kun yksi mehiläishaukkalaji siirtyy yhdeltä saarelta uudelle saarelle, linnut kohtaavat uusia elinympäristöjä ja ekologisia markkinarakoja, jotka saattavat aiheuttaa niiden sopeutumista ja erillisten lajien muodostumista. Tutkijat tarkastelivat Havaijin mehiläishaukkaajien evoluutiota sen jälkeen, kun Kauai-Niihau, Oahu, Maui-Nui ja Havaiji olivat muodostuneet. Suurin uutuuslajien evoluutiopyrähdys, jota kutsutaan säteilyksi, tapahtui 4 miljoonan ja 2,5 miljoonan vuoden välisenä aikana sen jälkeen, kun Kauaii-Niihua-Oahu oli muodostunut, mutta ennen kuin kaksi muuta suurta saarta oli olemassa, ja se johti kuuden lajin kehittymiseen 10:stä eri lajityypistä.

Ko-kirjoittaja Helen James, Smithsonian National Museum of Natural History -museon tutkijaeläintieteilijä: ”Tämä säteily on yksi niistä luonnontieteellisistä aarteista, joita saaristo tarjoaa keskellä Tyynenmeren aluetta. Oli kiehtovaa pystyä sitomaan biologinen järjestelmä geologiseen muodostumaan, ja se antoi meille mahdollisuuden tarjota ensimmäisenä täydellisen kuvan näiden lintujen sopeutumishistoriasta.”

Käyttämällä geneettisiä tietoja 28 lintulajista, jotka näyttivät morfologisesti ja geneettisesti samankaltaisilta kuin mesiangervot, tai jotka olivat maantieteellisesti lähellä toisiaan, tutkijat päättelivät, että erilaiset mesiangervolajit kehittyivät euraasialaisista ruusunpistiäisistä. Toisin kuin useimmat muut Pohjois-Amerikasta lähtöisin olevat ja Havaijin saaret asuttaneet esi-isälintulajit, ruusufinnit ovat todennäköisesti lähtöisin Aasiasta, totesivat tutkijat.

Rob Fleischer, SmithsonianConservation Biology Institute’s Center for Conservation and EvolutionaryGeneticsin johtaja sanoi: ”Nämä ovat kuitenkin todella alkuperäisiä lintuja, jotka ovat tieteellisesti arvokkaita ja joilla on tärkeä ja ainutlaatuinen ekologinen tehtävä. Olen innoissani siitä, että meillä oli vihdoin riittävästi DNA-sekvenssejä ja tarvittava teknologia, jotta saimme ensimmäisenä aikaan tämän tarkan ja luotettavan evoluutiopuun.”

Hawaijin mesiangervojen monimuotoisuus on kärsinyt valtavan kolauksen, sillä yli puolet tunnetuista 56 lajista on jo kuollut sukupuuttoon. Tutkijat keskittyivät 18 elossa olevaan mesikirvallislajiin, mutta niistä kuusi on Kansainvälisen luonnonsuojeluliiton mukaan erittäin uhanalaisia, neljä on uhanalaisia ja viisi haavoittuvia.

Professori Hofreiter sanoi: ”On tragedia, että useimmat lajit tästä ainutlaatuisesta linturyhmästä, joka on yksi parhaista esimerkeistä luonnonvalinnan voimasta, ovat sukupuuttoon kuolleet tai sukupuuton partaalla. Meillä on vielä aikaa ryhtyä toimiin jäljellä olevan monimuotoisuuden säilyttämiseksi.”

Seuraavaksi tutkimuksessa käytetään museonäytteitä ja fossiilisia luita sen määrittämiseksi, miten sukupuuttoon kuolleet lajit sijoittuvat evoluution sukupuuhun eli fylogeneesiin, jotta nähdään, sopivatko uudet sukulinjat nykyisessä tutkimuksessa havaittuun yleiseen malliin. Tämän tutkimuksen DNA-analyysissä käytettiin professori Hofreiterin ja Max Planck -instituutin kollegoiden kehittämiä erikoisprotokollia.

Kuvagalleria

Lisätiedot

• Kirjoitus ’Multilocus Resolution ofPhylogeny and Timescale in the Extant Adaptive Radiation of HawaiianHoneycreepers’ (Monitilokusratkaisu fylogeniasta ja aikaskaalasta Havaijin mesiangervojen ekstensiivisessä sopeutumissäteilymässä)’ (Multilocus Resolution ofPhylogeny and Timescale in the Extant Adaptive Radiation of HavaiianHoneycreepers) ilmestyy 8. marraskuuta julkaisussa Current Biology. PDF-versio artikkelista on saatavilla verkossa klo 17.00 Britannian aikaa Current Biologyn mediasivuilla.
• Tutkimuksen kirjoittajat Smithsonian Conservation Biology Institutesta ovat Lerner (nyt Earlham Collegessa) ja Fleischer. Muita kirjoittajia ovat James Smithsonianin luonnonhistorian kansallismuseosta sekä Michi Hofreiter Yorkin yliopistosta ja Matthias Meyer Max Planck Institute forEvolutionary Anthropologysta. Työtä rahoitti National ScienceFoundation
• Lisäksi Yorkin yliopiston biologian laitos www.york.ac.uk/biology/
• Toimintakuvassa on nuori Laysan-peippo (keskellä), ja ylhäältä lukien myötäpäivään: Havaijin akepa, Mauin papukaija, poouli, iiwi, Mauin alauahio ja akiapolaau. Taideteos © H. Douglas Pratt.