После 10 лет работы масштабное исследование раскрывает новое «древо жизни» для всех современных птиц
Крупнейшее в истории исследование геномов птиц дало необычайно четкую картину их семейного древа. Опубликованное сегодня в журнале Nature, наше исследование показывает, что большинство современных групп птиц впервые появились в течение 5 миллионов лет после вымирания динозавров.
Проанализировав геномы более 360 видов птиц, исследование определило фундаментальные взаимоотношения между основными группами современных птиц. Новое древо жизни опровергает некоторые прежние представления и выявляет новые группировки.
Разрешение сложных взаимоотношений
Ранее было известно, что древо птиц имеет три основные ветви:
- Первая ветвь: тинаму и бескилевые, включая нелетающих птиц, таких как эму, киви и страус.
- Вторая ветвь: курообразные и гусеобразные (куры, утки и т.д.).
- Третья ветвь (Neoaves): включает 95% видов птиц.
Ветвь Neoaves содержит десять групп. Большинство из них — так называемая «Великолепная семерка»: наземные птицы, водные птицы, фаэтоны, кукушки, козодои, голуби и фламинго. Остальные три группы — «сироты»: ржанкообразные, журавлеобразные и гоацин (вид из Южной Америки).
Наше исследование геномов показывает, что разрешение этих сложных взаимоотношений становится возможным.
Знакомьтесь: «Elementaves»
Исследование выявило новую группу птиц, названную «Elementaves». Название вдохновлено четырьмя древними элементами — землей, воздухом, водой и огнем. Группа включает птиц, хорошо приспособленных к жизни на суше, в небе и в воде. Некоторые птицы в группе имеют названия, связанные с солнцем (элемент огня).
В группу Elementaves входят: колибри, ржанкообразные, журавлеобразные, пингвины и пеликаны.
Исследование также подтверждает тесную связь между двумя самыми известными группами птиц Австралии: воробьинообразными (певчие птицы и их родственники) и попугаеобразными.
Певчие птицы составляют почти 50% всех видов птиц. Их скромное начало было в Австралии около 50 миллионов лет назад, после чего они распространились по всему миру, став самой успешной группой.
Когда же появились птицы?
Чтобы установить временные рамки эволюции, исследователи смоделировали эволюцию геномов с помощью «молекулярных часов», используя данные почти 200 окаменелостей.
Результаты показывают:
- Общий предок всех современных птиц жил чуть более 90 миллионов лет назад.
- Однако большинство современных групп появилось примерно 25 миллионов лет спустя, в течение небольшого окна всего в несколько миллионов лет после окончания мелового периода (~66 миллионов лет назад).
Это совпадает с массовым вымиранием динозавров после падения астероида. Похоже, птицы максимально использовали возможности, которые открылись после исчезновения доминирующих форм жизни.
Одна загадка остается
Исследование геномов — результат почти десятилетней работы в рамках Bird 10,000 Genomes Project, конечная цель которого — секвенировать геномы всех 10 000 ныне живущих видов птиц. Текущая фаза проекта включала виды из каждого крупного семейства. Работа над 363 геномами велась международным консорциумом под руководством Копенгагенского университета, Калифорнийского университета в Сан-Диего и Чжэцзянского университета в Китае.
Даже с таким огромным объемом данных одна ветвь древа остается загадкой. Анализ не смог уверенно определить положение одного из «сирот» — гоацина, уникальной птицы из Южной Америки, единственного выжившего представителя своей линии.
Исследование демонстрирует, что для определения некоторых эволюционных взаимосвязей требуются огромные объемы геномных данных, а также силу совместного изучения геномов и окаменелостей для понимания истории жизни на Земле.