Ближайшие родственники вымерших карибских птиц родом из Африки и южной части Тихого океана

Ближайшие родственники вымерших карибских птиц родом из Африки и южной части Тихого океана
Ближайшие родственники вымерших карибских птиц родом из Африки и южной части Тихого океана

Генетический сюрприз: древняя ДНК показывает, что ближайшие члены семьи вымершей птицы, известной как гаитянский пещерный железняк, обитают не в Америке, а в Африке и южной части Тихого океана, обнаруживая неожиданную связь между карибской жизнью птиц и Старый Свет.

Как и многие животные, уникальные для Карибского бассейна, пещерные перила вымерли вскоре после того, как люди заселили острова. Последний из трех известных западно-индийских видов пещерных пастушковых - нелетающих птиц размером с курицу - исчез за последнюю тысячу лет. Исследователи из Музея естественной истории Флориды попытались установить давно обсуждаемое происхождение группы, проанализировав ДНК ископаемой кости пальца ноги гаитянского пещерного рельса, Nesotrochis steganinos. Но они не были готовы к результатам: род Nesotrochis наиболее тесно связан с пушистыми хвостами, летающими птицами, обитающими в странах Африки к югу от Сахары, на Мадагаскаре и в Новой Гвинее, и адзебиллами, большими вымершими нелетающими птицами, обитающими в Новой Зеландии.

Исследование представляет первый пример карибской птицы, чьи ближайшие родственники живут в Старом Свете, демонстрируя способность древней ДНК раскрывать историю, стертую людьми.

Открытие было «просто сногсшибательным», - сказала ведущий автор исследования Джессика Освальд, которая начала проект в качестве постдокторанта в Музее Флориды.

«Если бы этого исследования не было, мы могли бы до сих пор исходить из предположения, что ближайшие родственники большинства вещей в Карибском бассейне находятся на материке в Америке», - сказал Освальд, ныне занимающий постдокторскую диссертацию в Университете Южной Америки. Невада, Рино и исследовательский филиал Музея Флориды. «Это дает нам понимание биоразнообразия региона, которое в противном случае было бы скрыто."

Многие животные эволюционировали на островах в необычные формы, что часто затрудняет классификацию вымерших видов, основываясь только на их физических характеристиках. Но успехи в извлечении жизнеспособной ДНК из окаменелостей теперь позволяют таким ученым, как Освальд, отвечать на давние вопросы с помощью древних генетических данных. Освальд описала свою работу как судебно-медицинское расследование, проследив эволюционную предысторию вымерших животных, собрав воедино фрагментированный, деградировавший генетический материал.

«Понимание того, как все эти вымершие виды вписываются в более широкое генеалогическое древо или эволюционную историю, дает нам представление о том, как выглядело место до прибытия людей», - сказала она. «Вот почему моя работа такая веселая. Это всегда детективы».

Освальд как раз начинала свою работу с древней ДНК в Музее Флориды, когда Дэвид Стедман, куратор отдела орнитологии и соавтор исследования, предложил гаитянские пещерные рельсы как хороший кандидат для анализа.

Пещерные пастушковые имеют общие физические характеристики с несколькими типами современных птиц, и ученые десятилетиями строили догадки, являются ли они наиболее близкими родственниками лесным пастушковым, лысухам или болотным - птицам, которые все принадлежат к семейству рельсовых, части большая группа, известная как Gruiformes. Освальд и Стедман надеялись, что изучение ДНК пещерных рельсов прояснит, «что, черт возьми, это за штука», сказал Освальд.

Когда предварительные результаты показали, что этот вид имеет трансатлантическую связь, Стедман, проработавший в Карибском бассейне более 40 лет, отнесся к этому скептически.

Генетика также показала, что пещерный рельс вовсе не является рельсом: хотя пушистохвостые и азебилы также являются членами Жукообразных, они принадлежат к отдельным семействам от рельсовых.

«Просто не казалось логичным, что вам нужно пересечь Атлантику, чтобы найти ближайшего родственника», - сказал Стедман. «Но тот факт, что люди с трудом определяли, где находится Несотрохис в пределах рельсов - оглядываясь назад, возможно, это должно было стать ключом к разгадке. Теперь у меня гораздо более открытый разум."

Одна из причин, по которой пещерные рельсы было так трудно классифицировать, заключается в том, что, когда птицы теряют способность летать, они часто сходятся в сходном строении тела, сказал Стедман. Нелетание - распространенная адаптация островных птиц, которые сталкиваются с гораздо меньшим количеством хищников в отсутствие людей и инвазивных видов, таких как собаки, кошки, крысы и свиньи.

«Вам не нужно летать или убегать от хищников, поэтому ваши способности к полету и бегу снижаются», - сказал Стедман. «Поскольку островные птицы тратят меньше энергии, избегая хищников, они также, как правило, имеют более низкую скорость метаболизма и гнездятся на земле. Это больше не жизнь на скоростной полосе. Они, по сути, живут в рекламе Corona».

Защищенные от массовых вымираний, охвативших материк, пещеры-рельсы оказались беспомощными, как только люди коснулись островов, потеряв свою защиту и осторожность.

«Быть нелетающим и полным не было хорошей стратегией во время человеческой колонизации Карибского моря», - сказал соавтор исследования Роберт Гуральник, куратор отдела информатики биоразнообразия Музея Флориды.

Как пещерные рельсы вообще попали в Карибское море? По словам Стедмана, обезьяны и водосвинки путешествовали из Африки в Новый Свет около 25-36 миллионов лет назад, вероятно, сплавляясь по рекам. Он и Освальд предполагают два вероятных сценария: либо предки пещерных рельсов совершили дальний перелет через Атлантический океан, который был ненамного уже, чем сегодня, либо эта группа когда-то была более широко распространена на континентах, и осталось еще больше родственников. обнаружен в летописи окаменелостей.

Другие исследователи недавно опубликовали результаты, подтверждающие историю, рассказанную ДНК пещерных перил: изучение особенностей стоп показало, что Nesotrochis может быть более тесно связан с пушистыми хвостами, чем с рельсовиками, а другие исследования показали, что азебилы являются близкими родственниками пушистые хвосты. Подобно пещерным перилам, азебилы также являются примером нелетающей островной птицы, уничтоженной охотниками-людьми.

"Люди так много вмешивались в регион и вызвали так много вымираний, что нам нужна древняя ДНК, чтобы помочь нам разобраться, что с чем связано", - сказал Освальд..

Находки также подчеркивают ценность музейных коллекций, сказал Стедман. Кость пальца ноги, которую Освальд использовала в своем анализе, была собрана в 1983 году Чарльзом Вудсом, тогда куратором Музея млекопитающих Флориды. В то время «никто не думал о древней ДНК», - сказал Стедман. «Это показывает красоту хранения вещей в музее».

Райан Террил из Западного колледжа, Брайан Стаки и Мишель Лефевр из Музея Флориды, а также Джули Аллен из Университета Невады в Рино и Университета Иллинойса в Урбане-Шампейне также выступили соавторами исследования.