Den största studien någonsin av fågelgenom avslöjar nytt “livets träd”, men en art förblir ett mysterium: ScienceAlert

Den största studien som någonsin genomförts på fågelgenom har gett en anmärkningsvärt tydlig bild av fågelns släktträd. Publicerad i tidningen Natur Idag visar vår studie att de flesta moderna fågelgrupper först dök upp fem miljoner år efter dinosauriernas utrotning.

Fåglar är en stor del av våra liv, ett tecken på naturen även i städer. De är populära bland allmänheten och väl studerade av forskare. Men att passa in alla dessa fåglar i ett släktträd har varit frustrerande svårt.

Genom att analysera genomen av mer än 360 fågelarter har vår studie identifierat grundläggande relationer mellan stora grupper av levande fåglar.

Det nya släktträdet kullkastar några tidigare idéer om fågelförhållanden, samtidigt som det avslöjar några nya grupperingar.

En gråbrun fågel med en praktfull lång svans som ses bland det buskiga undervegetationen.
Den magnifika lirfågeln är en av de mest begåvade sångfåglarna. (Michael Lee, Flinders University och South Australian Museum)

Lös en rörig relation

Tidigare studier visade att fågelsläktets träd har tre huvudgrenar. Den första grenen innehåller tinamous och strutsfuglar, som inkluderar flyglösa fåglar som emu, kiwi och struts.

Den andra grenen hyser land- och vattenfåglar: höns, ankor, etc. Alla andra fåglar rastar i den tredje grenen, känd som Neoaves, som omfattar 95 % av fågelarterna.

Neoaves-grenen omfattar tio grupper av fåglar. De flesta av dem är vad biologer har kallat “Magnificent Seven”: landfåglar, vattenfåglar, tropiska fåglar, gökar, nattskärror, duvor och flamingos. De andra tre grupperna är kända som “föräldralösa” och inkluderar strandfåglar, tranor och hoatzin, en art som är infödd i Sydamerika.

Relationerna mellan dessa tio grupper, särskilt de föräldralösa, har varit otroligt svåra att lösa. Vår genomstudie visar att en upplösning är inom räckhåll.

En brun fågel med mycket lång näbb.
De ikoniska nyzeeländska kiwierna är en av de flyglösa fågelarterna i råttgruppen. (PowerOfForever/Canva Pro)

Möt “Elementaves”

Vår genomstudie avslöjade en ny grupp fåglar som vi har döpt till “Elementaves”. Med ett namn inspirerat av de fyra gamla elementen jord, luft, vatten och eld, inkluderar denna grupp fåglar väl anpassade för att lyckas på land, himmel och vatten.

Några av fåglarna har namn relaterade till solen, som representerar elementet eld. Elementaves-gruppen inkluderar kolibrier, strandfåglar, tranor, pingviner och pelikaner.

En grön kolibri
Kolibrier, den minsta av alla fåglar, tillhör den nya gruppen Elementaves. (Zdeněk Macháček/Unsplash)

Vår studie bekräftar också ett nära samband mellan två av Australiens mest välbekanta grupper av fåglar, passerines (sångfåglar och släktingar) och papegojor. Dessa populära fåglar dominerar omröstningarna i Australian Bird of the Year.

Sångfåglar utgör nästan 50 % av alla fågelarter och inkluderar fåglar som skator, finkar, honungskrypare och gärdsmyg. De hade en ödmjuk början i Australien för cirka 50 miljoner år sedan och spred sig sedan över världen för att bli den mest framgångsrika gruppen fåglar.

Skata
De ikoniska australiensiska skatorna är sångfåglar. (Chris Gresham-Britt/Unsplash)

När dök fåglarna upp egentligen?

Ett annat mål med vår studie var att placera en tidsskala på fågelsläktträdet. Vi gjorde detta genom att modellera utvecklingen av genom med hjälp av ett verktyg som kallas en “molekylär klocka.” Baserat på information från nästan 200 fossil kunde vi snäva in åldrarna på några av fågelsläktets grenar.

Vår studie visar att alla levande fåglar delar en förfader som levde för drygt 90 miljoner år sedan. Men de flesta moderna fågelgrupper dök upp cirka 25 miljoner år senare, i ett litet fönster på bara några miljoner år efter slutet av kritaperioden, för cirka 66 miljoner år sedan.

Detta sammanfaller med massutrotningen av dinosaurier och andra organismer orsakade av en asteroids nedslag på jorden. Så det verkar som om fåglarna utnyttjade de möjligheter som dök upp efter att dessa andra dominerande livsformer hade eliminerats.

Ett mysterium kvarstår

Genomstudien är produkten av nästan ett decenniums forskning, utförd som en del av Bird 10 000 Genomes Project. Det slutliga målet med detta projekt är att sekvensera genomen för alla 10 000 levande fågelarter.

Den nuvarande fasen av projektet fokuserade på att inkludera arter från alla större fågelgrupper eller familjer. Studien av dessa 363 genom var en verkligt internationell ansträngning ledd av forskare från Köpenhamns universitet, University of California, San Diego och Zhejiang University i Kina.

Ett cirkulärt
Livets fågelträd, baserat på arvsmassan från 363 fågelarter. Huvudgrupperna av fåglar är färgkodade på trädet. (Målningar av Jon Fjeldså, Danmarks Naturhistoriska Museum, Köpenhamns Universitet)

Även med en sådan enorm mängd genomisk data förblir en gren av fågelsläktträdet ett mysterium. Vår analys kunde inte med säkerhet fastställa släktskapet mellan ett av de föräldralösa barnen, hoatzinen. Hoatzinen, som finns i Sydamerika, är en mycket distinkt fågel och den enda överlevande av sin härstamning.

En märklig fågel
Hoatzinen, en av de “föräldralösa” grenarna i fågelsläktträdet, förblir ett mysterium. (Jorge Iván Vásquez Cuartas/Canva Pro)

Vår studie visar att vissa relationer i livets träd endast kan bestämmas med hjälp av stora mängder genomdata. Men vår studie visar också kraften i att studera genom och fossil tillsammans för att förstå livets evolutionära historia på jorden. Konversationen

Jacqueline Nguyen, vetenskaplig officer för ornitologi, Australian Museum och ARC DECRA Fellow, Flinders University och Simon Ho, professor i molekylär evolution, School of Life and Environmental Sciences, University of Sydney

Den här artikeln är återpublicerad från The Conversation under en Creative Commons-licens. Läs originalartikeln.

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *