Исследование обоняния птиц раскрывает важные ключи к поведению и адаптации

Масштабное сравнительное геномное исследование обонятельных генов птиц выявило важные различия, коррелирующие с их экологическими нишами и специфическим поведением.

В новом исследовании, опубликованном в Molecular Biology and Evolution, авторы во главе с Агоштинью Антунешем проанализировали гены обонятельных рецепторов (OR) из 48 экологически разнообразных геномов птиц и двух геномов рептилий. Исследование показывает, что конкретные гены OR не только отвечают за обнаружение ряда химических веществ, но и специализированные обонятельные навыки, например, у хищных или водных птиц, отражаются в генетическом разнообразии их семейств генов OR.

У позвоночных семейства OR — одни из самых крупных мультигенных семейств. В данном исследовании было обнаружено резкое расширение конкретных семейств генов OR у определённых групп:

• OR51 и OR52 — у морских черепах и водных птиц, предположительно, для обнаружения гидрофильных соединений.
• OR2, 13 и 52 — чаще встречались у водных птиц.
• OR14 — расширено у птиц, чувствительных к летучим соединениям (наземные птицы).
• OR6 и 10 — ассоциированы с вокальными обучающимися птицами.
• OR5, 8 и 9 — имели сравнительно высокий процент у хищных птиц. Эти же крупные семейства OR наблюдались у аллигаторов, что указывает на их возможную роль в адаптации хищников.

В целом, экологическое разделение и специализация птиц (вокальные обучающиеся, хищные, водные и наземные птицы) сильно коррелировали с различиями в OR, что говорит о вкладе этих генов в обонятельную адаптацию.

Исследователи также связали генетические различия с анатомией и размером обонятельной луковицы — главной неврологической структуры, отвечающей за обоняние. Относительный размер обонятельной луковицы у птиц коррелировал с экологическими адаптациями, включая среду обитания, тип гнездования и рацион. Например:

• Хищные птицы, включая стервятников и морских птиц, охотящихся с помощью обоняния, имеют относительно крупные обонятельные луковицы.
• Певчие птицы, в большей степени полагающиеся на когнитивные способности, имеют уменьшенные размеры обонятельных луковиц.

Роль экологической адаптации в формировании семейств генов OR оказалась сходной у птиц и млекопитающих, что подчёркивает важность обоняния для приспособленности, выживания и ниши животного.