Międzynarodowy zespół naukowców ustalił ewolucyjne drzewo genealogiczne dla jednej z najbardziej uderzająco zróżnicowanych i zagrożonych rodzin ptaków na świecie, hawajskich honeycreepers.

Używając jednego z największych zbiorów danych DNA dla grupy ptaków i stosując metody sekwencjonowania następnej generacji, zespół, w którym znalazł się profesor Michi Hofreiter z Uniwersytetu w Yorku, określił typy zięb, z których rodzina miodożerów pierwotnie ewoluowała, i powiązał czas tej szybkiej ewolucji z powstaniem czterech głównych wysp hawajskich.

W badaniach, które zostaną opublikowane w najnowszym wydaniu Current Biology 8 listopada, brali również udział naukowcy z Smithsonian Institution i Earlham College w USA oraz Max Planck Institute for EvolutionaryAnthropology w Lipsku.

Było kiedyś ponad 50 gatunków tych kolorowych ptaków śpiewających, które były tak różnorodne, że historycznie było niezrozumiałe, że wszystkie były częścią tej samej grupy.

Profesor Hofreiter, z Wydziału Biologii na Uniwersytecie w Yorku, powiedział: „Honeycreepers prawdopodobnie stanowią najbardziej imponujący przykład adaptiveradiation w kręgowców, które doprowadziły do wielu kształtów dziobów unikalnych wśród ptaków. W naszym badaniu jesteśmy, po raz pierwszy, w stanie rozwiązać therelationships gatunków w tej grupie, a tym samym zrozumiećirevolution.”

HeatherLerner, asystent profesora biologii w Earlham College, dodał: „Niektóre jeśćseeds, niektóre jeść owoce, niektóre jeść ślimaki, niektóre jeść nektar. Niektóre mają rachunki papug, inne warblers, podczas gdy niektóre są jak zięby i inne havestraight, cienkie rachunki. Więc pytanie, od którego zaczęliśmy, brzmiało: jak ta niewiarygodna różnorodność ewoluowała w czasie?”.

Theanswer is unique to the Hawaiian Islands, which are part of a conveyor belt ofisland formation due to volcanic activity, with new islands popping up as theconveyor belt moves northwest. Każda tworząca się wyspa stanowi pustą przestrzeń dla ewolucji, więc gdy jeden gatunek miodożera przemieszcza się z jednej wyspy na inną, ptaki te napotykają nowe siedliska i nisze ekologiczne, które mogą spowodować ich adaptację i podział na odrębne gatunki. Badacze przeanalizowali ewolucję hawajskich miodożerów po powstaniu wysp Kauai-Niihau, Oahu, Maui-Nui i Hawajów. Największy wybuch ewolucji do gatunków gazetowych, zwany promieniowaniem, nastąpił między 4 mln a 2,5 mln lat temu, po uformowaniu się Kauaii-Niihua Oahu, ale przed powstaniem pozostałych dwóch dużych wysp, i spowodował ewolucję sześciu z 10 odrębnych rodzajów gatunków.

Coauthor Helen James, badańzoolog w Smithsonian National Museum of Natural History „To promieniowanie jest jednym z naturalnych skarbów naukowych, że archipelag oferuje inthe środku Pacyfiku. Fascynująca była możliwość powiązania systemu biologicznego z formacją geologiczną, co pozwoliło nam jako pierwszym zaoferować pełny obraz historii adaptacyjnej tych ptaków.”

Używając danych genetycznych 28 gatunków ptaków, które wydawały się podobne do słonek morfologicznie, genetycznie lub które dzieliły geograficzną bliskość, badacze ustalili, że różne gatunki słonek wyewoluowały z euroazjatyckich różaneczników. W przeciwieństwie do większości innych gatunków ptaków przodków, które pochodzą z Ameryki Północnej i skolonizowały Wyspy Hawajskie, zięba prawdopodobnie pochodzi z Azji, stwierdzili naukowcy.

Rob Fleischer, szef SmithsonianConservation Biology Institute’s Center for Conservation and EvolutionaryGenetics powiedział: „Istnieje pogląd, że nie ma żadnych gatunków pozostałych, które są rzeczywiście rodzime dla Hawajów, ale są to naprawdę rodzime ptaki, które są naukowo cenne i odgrywają ważną i unikalną funkcję ekologiczną. Jestem zachwycony, że w końcu mieliśmy wystarczającą ilość sekwencji DNA i niezbędną technologię, aby stać się pierwszymi, którzy stworzyli to dokładne i wiarygodne drzewo ewolucyjne.”

Różnorodność hawajskichhoneycreepers wzięła ogromny hit, z więcej niż połową znanych 56 speciesalready extinct. Badacze skupili się na 18 ocalałych gatunkach honeycreeper, ale z tych, sześć jest uważanych za krytycznie zagrożone przez InternationalUnion for Conservation of Nature, cztery są uważane za zagrożone i pięć sąvulnerable.

ProfesorHofreiter powiedział: „To tragedia, że większość gatunków z tej unikalnej grupy ptaków, jeden z najlepszych przykładów siły doboru naturalnego mamy na ziemi, są wymarłe lub na skraju wyginięcia. Nadal mamy czas, aby podjąć działania w celu zachowania różnorodności, która jest w lewo.”

Następny, krok w badaniach jest usemuseum specimens i subfossil kości do określenia, gdzie wymarłe gatunki fitinto ewolucyjne drzewo genealogiczne, lub filogenetyczne, aby zobaczyć, czy nowe lineages fitinto ogólny wzór znaleziony w bieżącym badaniu. Analiza DNA dla obecnego badania wykorzystała specjalistyczne protokoły opracowane przez profesora Hofreitera i kolegów z Instytutu Maxa Plancka.

Galeria zdjęć

Dalsze informacje

• Praca 'Multilocus Resolution ofPhylogeny and Timescale in the Extant Adaptive Radiation of HawaiianHoneycreepers’ zostanie opublikowana w Current Biology 8 listopada. Wersja PDF pracy będzie dostępna online o godzinie 17.00 czasu brytyjskiego na stronach Current Biology poświęconych mediom.
• Autorami badania z Smithsonian Conservation Biology Institute są Lerner (obecnie w Earlham College) i Fleischer. Dodatkowymi autorami są James z Smithsonian’s National Museum of Natural History i Michi Hofreiter, ofthe University of York, i Matthias Meyer z Max Planck Institute forEvolutionary Anthropology. Praca została sfinansowana przez National ScienceFoundation
• Więcej oWydział Biologii Uniwersytetu York na stronie www.york.ac.uk/biology/
• Funkcjonalne zdjęcie przedstawia młodocianą ziębę Laysan (środek), a zgodnie z ruchem wskazówek zegara od góry: Hawaii akepa, Maui parrotbill, poouli, iiwi, Maui alauahio i akiapolaau. Praca plastyczna © H. Douglas Pratt.

.