Egy nemzetközi tudóscsoport meghatározta a világ egyik legszembetűnően változatos és veszélyeztetett madárcsaládjának, a hawaii mézelőmadaraknak az evolúciós családfáját.

A madárcsoport egyik legnagyobb DNS-adatbázisát felhasználva és újgenerációs szekvenálási módszereket alkalmazva a csapat, amelynek tagja volt Michi Hofreiter, a Yorki Egyetem professzora is, meghatározta azokat a pintyfajtákat, amelyekből a mézpintyfélék családja eredetileg kifejlődött, és a gyors evolúció időzítését a négy fő Hawaii-sziget kialakulásához kötötte.

A kutatásban, amely a Current Biology legújabb számában, november 8-án jelenik meg, az amerikai Smithsonian Institution és az Earlham College, valamint a lipcsei Max Planck Evolúciós Antropológiai Intézet tudósai is részt vettek.

Egykor több mint 50 faj volt ezekből a színes énekesmadarakból, amelyek olyan sokfélék voltak, hogy történelmileg nem volt világos, hogy mind egy csoportba tartoznak.

Hofreiter professzor, a Yorki Egyetem Biológiai Tanszékének munkatársa elmondta: “A mézesmadarak valószínűleg a gerincesek adaptációjának leglátványosabb példáját képviselik, amely a madarak között egyedülálló csőrformákat eredményezett. Tanulmányunkban először vagyunk képesek megoldani a fajok közötti kapcsolatokat ezen a csoporton belül, és ezáltal megérteni az evolúciót.”

Heather Lerner, az Earlham College biológia adjunktusa hozzátette: “Egyesek magvakat, mások gyümölcsöt, mások csigákat, mások nektárt esznek. Némelyiknek a papagájok, másoknak a pacsirták csőre, míg egyesek pintyszerűek, másoknak pedig egyenes, vékony csőre van. A kérdésünk tehát az volt, hogyan alakult ki ez a hihetetlen sokféleség az idők során.”

A válasz csak a Hawaii-szigetekre jellemző, amelyek a vulkáni tevékenység következtében kialakuló szigetek futószalagjának részét képezik, és a futószalag északnyugati irányba haladva új szigetek jelennek meg. Minden egyes sziget, amely kialakul, egy üres lapot jelent az evolúció számára, így amikor egy mézelőmadárfaj egy szigetről egy új szigetre költözik, ezek a madarak új élőhelyekkel és ökológiai résekkel találkoznak, amelyek miatt alkalmazkodhatnak és különálló fajokká ágazhatnak el. A kutatók megvizsgálták a hawaii mézelőmadarak evolúcióját Kauai-Niihau, Oahu, Maui-Nui és Hawaii kialakulása után. Az újfajok kialakulásának legnagyobb kitörése, az úgynevezett sugárzás 4 millió és 2,5 millió évvel ezelőtt, Kauaii-Niihua-Oahu kialakulása után, de még a fennmaradó két nagy sziget létezése előtt következett be, és 10 különböző fajból hat faj kialakulását eredményezte.

A társszerző Helen James, a Smithsonian Nemzeti Természettudományi Múzeum kutató-zoológusa: “Ez a sugárzás egyike azon természettudományos kincseknek, amelyeket a szigetcsoport a Csendes-óceán közepén kínál. Lenyűgöző volt, hogy egy biológiai rendszert geológiai formációhoz tudtunk kötni, és lehetővé tette számunkra, hogy elsőként adjunk teljes képet e madarak alkalmazkodási történetéről.”

A kutatók 28 olyan madárfaj genetikai adatait felhasználva, amelyek morfológiailag, genetikailag vagy a földrajzi közelségük miatt hasonlónak tűntek a mézeskalászokhoz, megállapították, hogy a különböző mézeskalászfajok az eurázsiai rózsapintyekből fejlődtek ki. A legtöbb más ősi madárfajjal ellentétben, amelyek Észak-Amerikából érkeztek és a Hawaii-szigeteket gyarmatosították, a tudósok szerint a rózsapinty valószínűleg Ázsiából származik.

Rob Fleischer, a Smithsonian Conservation Biology Institute Természetvédelmi és Evolúciós Genetikai Központjának vezetője elmondta: “Ezek azonban valóban őshonos madarak, amelyek tudományosan értékesek, és fontos és egyedülálló ökológiai funkciót töltenek be. Nagyon örülök, hogy végre elegendő DNS-szekvenciával és a szükséges technológiával rendelkezünk ahhoz, hogy elsőként állítsuk elő ezt a pontos és megbízható evolúciós fát.”

A hawaii mézesmadarak sokfélesége hatalmas csapást szenvedett, az ismert 56 faj több mint fele már kihalt. A kutatók a 18 fennmaradt mézpiszkáló fajra összpontosítottak, de ezek közül hatot a Nemzetközi Természetvédelmi Unió kritikusan veszélyeztetettnek, négyet veszélyeztetettnek, ötöt pedig veszélyeztetettnek tart.

Hofreiter professzor elmondta: “Tragédia, hogy a legtöbb faj ebből az egyedülálló madárcsoportból, amely a természetes szelekció erejének egyik legjobb példája, kihalt vagy a kihalás szélén áll. Még van időnk arra, hogy lépéseket tegyünk a megmaradt sokféleség megőrzése érdekében.”

A kutatás következő lépése, hogy múzeumi példányok és szubfosszilis csontok segítségével meghatározzák, hogy a kihalt fajok hol illeszkednek az evolúciós családfába, vagyis a filogenetikába, hogy lássák, az új vonalak beleillenek-e a jelenlegi tanulmányban talált általános mintázatba. A jelenlegi tanulmányhoz a DNS-elemzéshez Hofreiter professzor és a Max Planck Intézet munkatársai által kifejlesztett speciális protokollokat használtak.

Képgaléria

Bővebb információ

• A “Multilocus Resolution ofPhylogeny and Timescale in the Extant Adaptive Radiation of HawaiianHoneycreepers” című cikk a Current Biology november 8-i számában jelenik meg. A cikk PDF-verziója online elérhető lesz brit idő szerint 17.00 órakor a Current Biology médiaoldalán.
• A tanulmány szerzői a Smithsonian Conservation Biology Institute munkatársai: Lerner (jelenleg az Earlham College-ban dolgozik) és Fleischer. A további szerzők James James a Smithsonian’s National Museum of Natural History-tól, valamint Michi Hofreiter, a Yorki Egyetemről és Matthias Meyer a Max Planck Institute forEvolutionary Anthropology-tól. A munkát a National ScienceFoundation finanszírozta
• Tovább a Yorki Egyetem Biológiai Tanszékén www.york.ac.uk/biology/
• A fő képen egy fiatal Laysan pinty (középen), és az óramutató járásával megegyező irányban felülről: Hawaii akepa, Maui papagájcsőrű, poouli, iiwi, Maui alauahio és akiapolaau. Művészeti alkotás © H. Douglas Pratt.