В 1930-х годах знаменитый биолог Эрнст Майр стал первым, кто начал изучать тихоокеанских малиновок. Основываясь на своих наблюдениях за малиновками и другими птицами в Австралии и на ее отдаленных островах, он разработал основополагающие концепции, которые продолжают использоваться в исследованиях эволюции. Он сделал подробные записи о физических характеристиках, поведении и среде обитания птиц. Он всегда описывал популяции малиновок как единый вид, хотя и со значительными вариациями от острова к острову.
Эрнст Майр внес значительный вклад в эволюционную биологию, но, как и большинство ученых, он не был прав во всем.
Смелые новые претензии
Анна Кернс - бывший постдокторант UMBC, ныне работающий в Институте биологии охраны природы Смитсоновского института. Вместе со своим постдокторским советником UMBC Kevin Omland и другими коллегами она провела новые исследования взаимоотношений между тихоокеанскими малиновками на различных островах, используя многие из тех же образцов птиц, которые использовал сам Майр. Разница в том, что «он в основном просто использовал свои глаза», чтобы сравнивать образцы, говорит Кернс. Со времен Майра она и ее коллеги добились значительных успехов в области технологий.
Кирнс опирался на работу Майра, используя такие методы, как секвенирование ДНК и спектрофотометрия, которые количественно сравнивают оттенок, яркость и насыщенность перьев. Она пришла к более тонкому пониманию отношений, скажем, между малиновкой на Фиджи и на Соломоновых островах.
В результате этого исследования Кернс и его коллеги из UMBC, Австралийской национальной коллекции дикой природы, Австралийского центра древней ДНК и Смитсоновского национального музея естественной истории делают новые смелые заявления о взаимоотношениях между этими птицами. В статье 2015 года в Conservation Genetics Кернс продемонстрировал, что малиновки, живущие на острове Норфолк, прямо к востоку от материковой части Австралии, отличаются от остальных видов. В новой статье в Journal of Avian Biology, опубликованной в этом месяце, указаны еще два уникальных вида: один обитает на Соломоновых и Бугенвильских островах, а другой обитает на Фиджи, Вануату и Самоа..
Сохранение биоразнообразия
Новая работа демонстрирует, как много еще неизвестно о биоразнообразии птиц. «Даже в этой хорошо изученной группе птиц, которая является примером из учебника с 1942 года, мы на самом деле не знали, каковы единицы биоразнообразия», - говорит Омланд, профессор биологических наук в UMBC и старший автор новой статьи.
Понимание этих «единиц биоразнообразия» имеет решающее значение для сохранения. Когда всех тихоокеанских малиновок и малиновок материковой Австралии считали единым видом (единой единицей биоразнообразия), потеря птиц на одном или двух островах была бы прискорбной, но не обязательно очень серьезной. Однако, если эти птицы были единственными оставшимися представителями уникального вида, такая же потеря становится катастрофической.
«Работа Анны показывает, что популяции птиц на этих островах имеют очень отличительные черты, - добавляет Омланд, - поэтому просто знать, какое биоразнообразие мы хотим сохранить, очень важно».
Непредсказуемые паттерны
Работа команды показывает, что все тихоокеанские малиновки произошли от предков австралийской популяции, где самцы были ярко окрашены, а самки - тусклыми. Но по мере того, как небольшие группы малиновок колонизировали отдаленные острова, население каждого острова пошло своим путем эволюции. Сегодня некоторые островные группы все еще сохраняют яркую мужскую и тусклую женскую окраску, но на других островах оба пола развили яркую окраску. На других островах оба пола приобрели тусклую окраску.
«Когда вы смотрите на генетику, вы обнаруживаете две различные линии», ведущие от общего предка ко всем островным популяциям, которые существуют сегодня, - говорит Кернс. «Значит, эти паттерны развивались независимо друг от друга несколько раз».
Кернс и Омланд считают, что изменения больше связаны со случайными силами, чем с эволюционной адаптацией. «Если бы мы подбросили две монеты, то примерно этого и следовало ожидать», - говорит Омланд.
Например, структура населения острова в конечном итоге может зависеть от цвета людей, которые изначально были выброшены на этот остров ветром. Кроме того, в очень небольшой популяции случайный способ перераспределения генов от поколения к поколению может иметь значительное влияние - такое же или даже большее, чем естественный отбор..
Детективная работа
Кернс и Омланд очень рады возможности предложить названия новым обнаруженным ими видам. Кернс предлагает «робин Майра» для населения Фиджи / Вануату / Самоа в честь новаторского исследования этих птиц Эрнстом Майром.
Но их вклад в орнитологию - это больше, чем имя. «Поскольку все эти птицы обитают на очень маленьких изолированных островах, а тихоокеанские птицы часто обитают на многих, многих, многих изолированных островах, собирать их очень сложно. Таким образом, на самом деле было не так уж много всесторонних исследований», - говорит Кернс. Выявление сложности взаимоотношений между этими малиновками добавляет в поле столь необходимую информацию. прошли аналогичные, еще не изученные эволюционные процессы.
Работа представляет собой уникальное сочетание прошлого и настоящего. «Вы действительно не смогли бы провести это исследование без использования этих старых коллекций», - говорит Кернс. В то же время открытие новых видов также было бы невозможно без современных технологий.
«В некотором смысле это похоже на детективную работу», - говорит Кернс. «Я чувствую, что нам нужно знать об этом гораздо больше. Но мы чувствуем, что сделали большой шаг вперед».