Генетика двух видов птиц почти не отличается, несмотря на значительные различия в окраске оперения
Учёные из Музея естествознания в Берлине вместе с коллегами из США и Австралии, изучая геномную изменчивость двух предполагаемых видов ласточковых сорокопутов в Австралии, продемонстрировали сложность эволюции видов и эволюционных процессов. Вопреки ожиданиям, команда учёных смогла показать, что генетическая информация двух видов птиц почти не отличается, несмотря на существенно разную окраску и рисунок оперения. Их исследование опубликовано в Molecular Ecology.
Разная окраска оперения птиц часто используется для идентификации и классификации видов. Поскольку оперение играет важную роль в выборе партнёра и, следовательно, в размножении птиц, различия в оперении служили важным индикатором для определения видов. Во многих случаях эти очень очевидные морфологические различия отражаются в геноме птиц. Чем более различен рисунок оперения, тем вероятнее обнаружить различия на уровне ДНК. Однако для изученных в этой работе птиц — маскового и белобрового ласточковых сорокопутов — это не так.
Масковый ласточковый сорокопут, отличающийся сине-серым оперением и чёрной окраской головы, и коричнево-серый белобровый ласточковый сорокопут оба живут в одних и тех же местообитаниях в восточной Австралии и иногда делят одно дерево.
«Долгое время считалось, что эти два вида ласточковых сорокопутов должны быть разными, поскольку между птицами наблюдается мало скрещиваний, несмотря на общую среду обитания», — пояснил доктор Джошуа Пеналба, учёный из Музея естествознания в Берлине и первый автор исследования. — «Однако несколько лет назад возникли сомнения в видовом статусе, поскольку не удалось обнаружить различий в митохондриальной ДНК. Эти результаты были очень удивительными, поскольку предполагается, что виды, способные сохранять различия в оперении, также должны иметь некоторые различия в ДНК или, наоборот, виды, не имеющие различий в ДНК, должны иметь высокую частоту гибридизации — ни то, ни другое не наблюдается у этих двух видов».
Чтобы глубже изучить это необычное явление, учёные провели комплексный анализ ДНК из медленнее эволюционирующего ядерного генома двух предполагаемых видов и сделали интересное открытие. «Применяя самые разнообразные методы анализа геномной ДНК и популяционной структуры, мы смогли показать, что геномы маскового и белобрового ласточковых сорокопутов почти не отличаются», — сообщает доктор Джошуа Пеналба.
Результаты исследователей согласуются с предыдущими исследованиями митохондриальной ДНК и показывают, что делать выводы о принадлежности к одному виду на основе оперения не всегда просто. Хотя отсутствие структуры очевидно для большей части генома, большие различия были обнаружены вблизи двух генов, которые являются частью пути, участвующего в развитии перьев. Хотя пока рано делать выводы из этого открытия, оно открывает новые возможности для будущих исследований.
Конкретные причины дифференциации не удалось полностью выяснить, но реконструкция демографической истории, проведённая экспертами, позволяет предположить, что птицы разошлись совсем недавно и вскоре после этого снова вступили в контакт. Исследователи дополнили это симуляциями, которые показывают различные способы, как такое расхождение в окраске оперения могло развиться за такой короткий период времени.
В целом, результаты исследования демонстрируют сложность эволюционных процессов, ведущих к возникновению новых видов, и показывают, что показатели дифференциации, которые мы часто используем для различения видов, не всегда достаточны для получения ясной картины. Таким образом, это исследование закладывает важную основу для будущих проектов, посвящённых изменчивости оперения, видообразованию и происхождению биоразнообразия.