Эволюционное древо птиц

Исследователи из разных стран мира объединились в одну команду ради того, чтобы составить наиболее полное эволюционное древо птиц. Генетики проанализировали геномы 48 видов пернатых. По результатам изысканий учёные смогли проследить за историей трансформации поздних динозавров в птиц и дальнейшей эволюцией этих удивительных животных.

Ведущий автор исследования Том Гилберт (Tom Gilbert) из Музея естествознания Дании в Копенгагене отмечает, что в ходе его работы выяснилось, что после вымирания динозавров произошёл так называемый эволюционный взрыв птиц, когда и возникло большое количество видов.

Консорциум исследователей опубликовал ряд научных статьей в различных журналах о расшифрованных геномах птиц. Учёные установили, как разные виды пернатых связаны друг с другом эволюционно, а также поняли, что их разнит. Орнитологи пришли к выводам о великом разнообразции птиц, основываясь на исследованиях об их вокализациях (пении), потере зубов в процессе эволюции и способах адаптации к погодным условиям.

Грандиозная работа, которая на сегодняшний день является первым крупнейшим орнитологическим генетическим исследованием, началась с интереса к геному голубей. В 2010 году Гилберт начал сотрудничество с Пекинским институтом геномики (BGI). Основной целью изыскания стало секвенирование геномов голубей с целью определить, как различные виды этих птиц связаны друг с другом эволюционно и каких общих предков они имеют.

Исследователи из BGI объединили результаты работы Гилберта с данными, полученными нейробиологом Эрихом Джарвисом (Erich Jarvis) из университета Дьюка в Дареме, Северная Каролина. Добавив ещё несколько результатов исследований других групп орнитологов, сотрудники BGI поняли, что они собрали полноценную генетическую базу данных представителей наотряда Neoaves.

К этому надотряду относятся самые разные группы птиц, включая большинство современных видов за исключением нелетающих (к примеру, страусов), а также домашних птиц, таких как курицы и утки.

"Меня поразило, что до сих пор учёные не имеют базы данных об эволюционных метаморфозах птиц и не представляют, как разные виды связаны друг с другом", — признаётся Гилберт, чья итоговая статья в соавторстве с коллегами из разных стран вышла в журнале Science.

Всех представителей надотряла Neoaves объединяет уникальная особенность: входящие в него виды обладают способностью к обучению пению. Эту черту биологи сравнивают с обучением речи у людей и полагают, что подобные навыки не могли развиваться конвергентно у разных видов птиц. Поэтому, предполагают орнитологи, у всех представителей надотряда должен быть предок, который передал генетические предпосылки к развитию данной способности своим потомкам.

На работу по составлению генетического древа птиц у учёных ушло в общей сложности 4 года, из которых год они секвенировали геномы на основе анализа ДНК различных видов птиц и три года составляли эволюционное древо пернатых.

Джарвис и его коллеги обнаружили, что образцы экспрессии генов в зонах мозга, отвечающих за вокализации у птиц, схожи с теми, что наблюдаются у человека, способного к обучению речи.

Также другая команда исследователей выяснила, что птицы утратили зубы и обрели острый клюв в процессе эволюции около 116 миллионов лет назад. А команда китайских орнитологов из BGI определила, что геном красноногого ибиса (Nipponia nippon) является результатом межвидового скрещивания, которое привело к появлению семи особей вида в 1980-х годах, размножившихся к сегодняшнему дню до нескольких сотен птиц.

Как выяснилось в ходе изысканий, предки всех современных представителей надотряда Neoaves были генетически ближе всего к голубям, фламинго и поганковым и больше всего напоминали внешне современных хищников.

Также согласно исследованию, эволюционной взрыв, в ходе которого возникло большое количество видов, произошёл в периоде между 67 и 50 миллионами лет назад. То есть в то время, когда динозавры вымерли, предположительно, из-за падения астероида. Оно же стало переломным моментом и для млекопитающих.

В данный момент Гилберт и его коллеги занимаются дальнейшим секвенированием геномов птиц. Учёные планируют создать наиболее полную базу данных об эволюции пернатых, которая будет включать в себя информацию не только о надотряде Neoaves, но и о всех остальных птицах.