O echipă internațională de oameni de știință a determinat arborele genealogic evolutiv al uneia dintre cele mai diverse și periclitate familii de păsări din lume, merișorul hawaiian.

Utilizând unul dintre cele mai mari seturi de date ADN pentru un grup de păsări și utilizând metode de secvențiere de generație următoare, echipa, din care face parte și profesorul Michi Hofreiter, de la Universitatea din York, a determinat tipurile de cinteze din care a evoluat inițial familia de ciocârlii de miere și a pus în legătură momentul acestei evoluții rapide cu formarea celor patru insule principale din Hawaii.

Cercetarea, care va fi publicată în ultima ediție a revistei Current Biology din 8 noiembrie, a implicat, de asemenea, oameni de știință de la Institutul Smithsonian și de la Colegiul Ellham din SUA și de la Institutul Max Planck pentru antropologie evolutivă din Leipzig.

Au existat cândva mai mult de 50 de specii ale acestor păsări cântătoare colorate, care erau atât de diverse încât, din punct de vedere istoric, era necunoscut faptul că toate făceau parte din același grup.

ProfesorulHofreiter, de la Departamentul de Biologie al Universității din York, a declarat: „Ciocănitoarea de miere reprezintă probabil cel mai impresionant exemplu de adaptiveradiație la vertebrate care a dus la o serie de forme de cioc unice în rândul păsărilor. În studiul nostru suntem, pentru prima dată, capabili să rezolvăm relațiile dintre speciile din cadrul acestui grup și astfel să înțelegem irevoluția.”

HeatherLerner, profesor asistent de biologie la Earlham College, a adăugat: „Unii mănâncă semințe, alții fructe, alții melci, alții melci, alții nectar. Unele au ciocurile unor papagali, altele ale unor sturzi, în timp ce unele sunt asemănătoare cu cele ale cintezelor, iar altele au ciocurile drepte și subțiri. Așadar, întrebarea cu care am început a fost cum a evoluat această diversitate incredibilă de-a lungul timpului?”.

Răspunsul este unic pentru Insulele Hawaii, care fac parte dintr-o bandă rulantă de formare a insulelor datorată activității vulcanice, cu noi insule care apar pe măsură ce banda rulantă se deplasează spre nord-vest. Fiecare insulă care se formează reprezintă o tabula rasa pentru evoluție, astfel încât, atunci când o specie de păsări melifere se mută de pe o insulă pe o insulă nouă, aceste păsări întâlnesc noi habitate și nișe ecologice care le pot determina să se adapteze și să se ramifice în specii distincte. Cercetătorii au analizat evoluția păsărilor de miere hawaiiene după formarea insulelor Kauai-Niihau, Oahu, Maui-Nui și Hawaii. Cea mai mare explozie a evoluției în specii noi, numită radiație, a avut loc între 4 milioane și 2,5 milioane de ani în urmă, după ce s-a format Kauaii-Niihua Oahu, dar înainte ca celelalte două mari insule să existe, și a dus la evoluția a șase din cele 10 tipuri distincte de specii.

Coautor Helen James, cercetătorzoolog la Muzeul Național de Istorie Naturală Smithsonian „Această radiațieeste una dintre comorile științifice naturale pe care arhipelagul le oferă în mijlocul Pacificului. A fost fascinant să putem lega un sistem biologic de o formațiune geologică și ne-a permis să devenim primii care oferă o imagine completă a istoriei de adaptare a acestor păsări.”

Utilizând date genetice de la 28 de specii de păsări care păreau asemănătoare cu ciocârliile de miere din punct de vedere morfologic, genetic sau care aveau în comun proximitatea geografică, cercetătorii au determinat că diferitele specii de ciocârlii de miere au evoluat din trandafirii eurasiatici. Spre deosebire de alte specii de păsări strămoșești care au venit din America de Nord și au colonizat Insulele Hawaii, trandafirul a venit probabil din Asia, au constatat cercetătorii.

Rob Fleischer, șeful Centrului pentru Conservare și Genetică Evolutivă al Institutului de Biologie a Conservării SmithsonianConservation Biology Institute, a declarat: „Există o percepție conform căreia nu au mai rămas specii care să fie de fapt native din Hawaii, dar acestea sunt păsări cu adevărat native care sunt valoroase din punct de vedere științific și care joacă o funcție ecologică importantă și unică. Sunt încântat că, în sfârșit, am avut suficiente secvențe de ADN și tehnologia necesară pentru a deveni primii care produc acest arbore evolutiv precis și fiabil.”

Diversitatea păsărilor de mare din Hawaii a suferit o lovitură uriașă, mai mult de jumătate din cele 56 de specii cunoscutefiind deja dispărute. Cercetătorii s-au concentrat asupra celor 18 specii de mierii de albine supraviețuitoare, dar dintre acestea, șase sunt considerate în pericol critic de către Uniunea Internațională pentru Conservarea Naturii, patru sunt considerate pe cale de dispariție și cinci suntvulnerabile.

ProfesorulHofreiter a declarat: „Este o tragedie faptul că majoritatea speciilor din acest grup unic de păsări, unul dintre cele mai bune exemple ale puterii selecției naturale pe care o avem pe pământ, sunt dispărute sau pe cale de dispariție. Încă mai avem timp să luăm măsuri pentru a conserva diversitatea care a mai rămas.”

Următorul, pas în cercetare este de a folosi specimene de muzeu și oase subfossile pentru a determina unde se încadrează speciile dispărute în arborele genealogic evolutiv, sau filogenie, pentru a vedea dacă noile linii genetice se încadrează în modelul general găsit în studiul actual. Analiza ADN pentru studiul actual a folosit protocoale specializate dezvoltate de profesorul Hofreiter și de colegii de la Institutul Max Planck.

Galerie de imagini

.

Informații suplimentare

• Articolul „Multilocus Resolution ofPhylogeny and Timescale in the Extant Adaptive Radiation of HawaiianHoneycreepers” va fi publicat în Current Biology pe 8 noiembrie. O versiune PDF a lucrării va fi disponibilă online la ora 17.00, ora Regatului Unit, pe paginile media ale Current Biology.
• Autorii studiului de la Smithsonian Conservation Biology Institute sunt Lerner (acum la Earlham College) și Fleischer. Autorii suplimentari sunt James, de la Muzeul Național de Istorie Naturală al Smithsonianului, și Michi Hofreiter, de la Universitatea din York, și Matthias Meyer, de la Institutul Max Planck de Antropologie Evolutivă. Lucrarea a fost finanțată de National ScienceFoundation
• Mai mult de la Departamentul de Biologie al Universității din York la www.york.ac.uk/biology/
• Imaginea principală prezintă un pui de finch Laysan (centru), iar în sensul acelor de ceasornic de sus: Hawaii akepa, Maui parrotbill, poouli, iiwi, Maui alauahio și akiapolaau. Lucrare © H. Douglas Pratt.

.