Evoluția păsărilor descifrată cu ajutorul geneticii

evolutia pasarilor
Evoluția păsărilor / ilustrație Jon Fjelds

O cercetarea de anvergură a încercat să descifreze evoluția păsărilor analizând genomul a 48 de specii provenind din 32 de ordine diferite. Rezultatele au fost publicate în 28 de studii științifice care tratează diverse aspecte ale evoluției păsărilor, printre care originea și diversificarea rapidă a speciilor după dispariția dinozaurilor, dezvoltarea penajului și capacității de a zbura, pierderea dentiției și câștigarea abilității de a cânta.

Proiectul Avian Phylogenomics a reunit peste 200 de oameni de știință din 80 de laboratoare de cercetare, sub coordonarea Institutului de Genomică din Beijing, universităților Copenhaga și Duke, Institutului Medical Howard Hughes și Muzeului de Istorie Naturală din Danemarca. După obținerea genomului a 48 de specii de păsări, printre care cioara, ciocănitoarea, bufnița, pinguinul, pasărea colibri și flamingo, cercetătorii au folosit nouă supercomputere pentru a le compara atât între ele, cât și cu trei specii de reptile și genomul uman.

Deși mai sunt și opinii care susțin că păsările nu ar fi evoluat din dinozauri, majoritatea comunității academice este de acord că dinozaurii theropozi sunt la originea păsărilor actuale, iar noua cercetare susține această teorie. Primii strămoși ai păsărilor moderne au apărut în urmă cu aproximativ 100 milioane de ani, dar abia după dispariția majorității speciilor de dinozauri, în urmă cu cca. 66 milioane de ani, păsările s-au diversificat rapid într-un adevărat „Big Bang” evolutiv de mai puțin de 10 milioane de ani.

Conform analizei datelor, păsările acvatice ar avea trei origini independente, iar păsările terestre au un strămoș comun care a fost un prădător de top. Dintre păsările actuale, găinile și curcanii par să fi suferit cele mai puține mutații genetice față de dinozauri. Cinci gene asociate dentiției par să fi dispărut în urmă cu cca. 116 de milioane de ani de la strămoșul comun al păsărilor moderne.

Totodată, cincisprezece gene asociate pigmentației penajului cu funcție de semnalizare în ritualurile de împerechere au evoluat într-un timp scurt. Păsările acvatice au cel mai mic număr de gene asociate penajului, păsările terestre au de două ori mai multe, iar păsările domesticite au de opt ori mai multe gene de acest fel. Abilitatea de a cânta pare să fi evoluat separat în cel puțin două linii distincte, papagalii având gene similare cu cele vocale umane, iar păsările colibri având gene distincte care le permit să învețe să cânte prin imitarea părinților.

bird tree of life
Arborele genealogic al păsărilor / ilustrație Julie McMahon

Edward Braun (UF Genetics Institute) susține că, din cele aproximativ 10500 specii de păsări existente în prezent, 95 % aparțin superordinului Neoaves. Dintre acestea, 90% aparțin grupului Passerea (denumit pornind de la ordinul Passeriformes) și 5% aparțin grupului Columbea (botezat după ordinul Columbiformes). Ultimul grup include păsări care nu ar părea să fie înrudite, cum ar fi porumbeii și flamingo.

În privința crocodililor, cele mai apropiate rude actuale ale păsărilor printre reptile, datele obținute prin compararea genomului speciilor de crocodil de apă sărată australian, aligatorului american și gravialului indian au relevat că aceștia au evoluat de aproape patru ori mai încet decât păsările. Particularitățile crocodilienilor le-au permis să supraviețuiască timp de sute de milioane de ani cu foarte mici schimbări genetice.

The Avian Tree of Life

Mapping the Big Bang of Bird Evolution

Surse: University of Sydney, University of Sydney, University of Florida, University of Illinois, University of Illinois, University of Nebraska-Lincoln, Louisiana State University, University of Kent, BMC Genomics, BGI China, Avian Phylogenomics, Nova Southeastern University, Oregon Health & Science University, Center for Genomic Regulation, Duke University, University of Edinburgh, American Association for the Advancement of Science, University of California – Riverside, University of California – Santa Cruz, Science