Катастрофалният удар на гигантски метеор преди около 65 милиона години слага край на господството на повечето видове динозаври, оставяйки след себе си празнота, в която птиците, преките потомци на динозаврите, остават оцелели и преуспяващи.

Това събитие бележи критичен момент в еволюцията на птиците, които оттогава са се превърнали в разнообразна група от около 10 000 вида днес.

Изчерпателно родословно дърво на птиците

Учените отдавна се опитват да съставят цялостно родословно дърво на птиците, за да разберат еволюционния им път през хилядолетията.

Появата на достъпните технологии за секвениране на ДНК обеща решение на този сложен ребус, опростявайки процеса на класификация, който е обърквал изследователите в продължение на векове, а също така улесни разбирането на родословието и взаимоотношенията при множество други видове.

Своеобразен ДНК фрагмент при птиците

Светът на птиците обаче не е лишен от загадки. Неотдавнашни научни изследвания установиха, че събитие, съпътстващо гибелта на динозаврите преди 65 милиона години, е скрило истинския произход на птиците.

Това откритие е резултат от две новаторски научни статии, публикувани в Proceedings of the National Academy of Science, които идентифицират сегмент от една хромозома, останал в застой, устоявайки на естественото смесване със съседни ДНК области в продължение на милиони години.

Този своеобразен фрагмент, представляващ едва 2% от целия геном на птиците, преди това накара учените да смятат, че птичето родословно дърво може да бъде разделено на две големи групи, като видове като фламинго и гълъби се смятат за близкородствени еволюционни роднини.

Четири основни групи птици

Откриването на по-прецизно родословно дърво, което отчита измамния характер на този геномен сегмент, сега предлага четири основни групи птици и поставя фламингото и гълъбите в по-отдалечени клонове на еволюционната линия.

"Моята лаборатория се занимава с този проблем на еволюцията на птиците от по-дълго време, отколкото си представях", разказва старшият автор Едуард Браун (Edward Braun), професор по биология в Университета на Флорида. "Нямахме представа, че ще съществува голяма част от генома, която се държи необичайно. Но се натъкнахме на нея."

Противоречиви тълкувания на родословното дърво

Преди десетилетия Браун и екипът му се впускат в пътешествие, за да построят родословно дърво на клада Neoaves,  обхващащ по-голямата част от съществуващите видове птици.

Първоначалните анализи, основани на геномите на 48 вида, довеждат до класифицирането на Neoaves в две всеобхватни категории, като в едната група се отделят гълъбите и фламингото, а в противоположната група - всички останали видове.

Новият анализ, включващ 363 вида, обаче получава различно родословно дърво, което отделя гълъбите и фламингото в отделни категории.

Топологиите, възстановени от Jarvis et al. (J2014), използвайки 48 вида и Stiller et al., използвайки 363 вида (S2024). J2014 разделя Neoaves на Columbea (Columbimorphae (гълъби) и Mirandornithes (фламинго)) и Passerea (всички други Neoaves). S2024 поставя Mirandornithes като близки на други Neoaves и поставя Columbimorphae като близки на Otidimorphae в рамките на другите Neoaves. (Neoaves е клад, в който се включват почти всички съвременни птици (Neornithes), освен бягащи (щрауси, киви и роднините им) и Galloanseres (патици, кокошки и роднини). Кредит: Braun et al.

Нови критични прозрения за еволюцията на птиците

Изправени пред две противоречиви интерпретации на родословното дърво на птиците, изследователите се задълбочават в генетичните данни в търсене на улики, които биха могли да изяснят коя версия е правилната.

"Когато разгледахме отделните гени и какво дърво поддържаха, изведнъж се оказа, че всички гени, които поддържат по-старото дърво, всички те са на едно място. С това започна цялата работа“, обяснява Браун.

Потискане на генетичното смесване

По-нататъшни изследвания разкриват, че специфичен участък от хромозомата на птиците не е претърпял очакваното генетично смесване чрез процеса на рекомбинация – основен механизъм в сексуалното размножаване, който осигурява генетично разнообразие в рамките на един вид.

Това потискане на рекомбинацията в критичен сегмент на генома, съвпадащ с периода на изчезване на динозаврите, е накарало фламингото и гълъбите да изглеждат по-тясно свързани, отколкото са в действителност, когато се разглежда целият геном.

Подобни мистерии може да съществуват и в други геноми

Откриването на този аномален геномен регион, способен да подведе еволюционния анализ, но откриваем от повече от 60 милиона години по-късно, е доказателство за сложността на еволюцията на птиците и предизвикателствата, присъщи на разкриването на истинската история на тези птичи потомци на динозаврите.

Браун подчерта потенциала за съществуване на подобни мистерии в геномите на други организми, все още неоткрити поради липсата на обширни усилия за генетично секвениране.

"Ние открихме тази подвеждаща област при птиците, защото вложихме много енергия в секвенирането на геномите на птиците. Мисля, че има подобни случаи за други видове, които не са известни за момента", заключава Браун.

Справка: A region of suppressed recombination misleads neoavian phylogenomics
Siavash Mirarab, Iker Rivas-González, Shaohong Feng, +15, and Edward L. Braun,
Proceedings of the National Academy of Science. April 1, 2024 121 (15) e2319506121  https://doi.org/10.1073/pnas.2319506121 

Източник: Untold story of bird evolution revealed through genetics, Earth.com

Още по темата

18/09/2023

Животът

Тази древна форма на живот е надживяла динозаврите, а може да надживее и нас

20/12/2021

Животът

Вижте еволюцията на Земята в най-всеобхватното дърво на живота, създавано някога

29/09/2021

Животът

Кога се е случила „най-важната еволюционна иновация“ на Земята

28/05/2020

Животът

Хората са на път да унищожат общо 50 милиарда години еволюционна история