За Цхарлеса Дарвина, птице су понудиле прозор у процес природне селекције - и на крају, еволуције. Посматрајући невероватну варијацију кљунова међу финовима на Галапагос острвима 1830-их, британски природњак напоменуо је: „Гледајући ову градацију и разноликост структуре у једној малој, сродно повезаној групи птица, заиста би се могло замислити да из изворне јатости птица у овог архипелага, једна врста је узета и модификована за различите сврхе. “Ипак, више од 150 година после Дарвина, еволутивни односи између птица остају упечатљива мистерија.
Сличан садржај
- Ова птица стара 99 милиона година коегзистирала је са диносаурима
Овог месеца ће коалиција универзитетских и владиних научника за птице започети амбициозан напор да се разиђу ти односи са ново покренутим ОпенВингс пројектом. Пројекат, који финансира Национална научна фондација, има за циљ да створи потпуно дрво живота или филогенију за светске птице. Прикупљајући генетске информације за свих 10.560 врста птица, истраживачи се надају да ће створити бољу слику о томе како су се наши садашњи постојећи пријатељи птичара развијали од диносауруса који су им претходили и како би могли кренути у будућност.
„Знамо да постоји неравнина у птичјем дрвету живота“, каже Терри Цхессер, зоолог који ради на истраживању и члан УСГС-овог Одељења за биолошко истраживање које ради у Националном природном историјском музеју. На неким местима на дрвету, птице су се одвајале једна од друге на различите гране много брже него на другим местима - различите линије које се диверзификују брже и можда различите промене у зависности од периода историје. Одређене карактеристике, као што су шљива или тип тела, повезане су са неким од тих промена, али није познато тачно како.
Пројекат такође има потенцијал да измени тренутна схватања еволуције птица, укључујући велика питања о томе када су птице почеле да се развијају од диносауруса. Неки научници верују да су птице и диносауруси почели да се одвајају пре догађаја изумирања креде-палеогена пре око 66 милиона година, који су убили копнене диносаурусе, док други верују да птице и птичарски диносаури још нису били специфицирани у то време. Стварање комплетне филогеније птица вјероватно ће ријешити овај спор или барем понудити нове доказе. Тим ОпенВингс пројекта радиће са палеонтологом на интегрисању фосилних доказа, каже Цхессер.
Пројекат има за циљ да буде до сада најпотпуније птичје стабло живота и прво је урађено на групи краљежњака. Тренутно, Цхессер каже, кад људи покушају да саставе дрво за птице, они „на крају праве стабло са пуно недостајућих података“, и додаје у врсте које немају податке који наводе где би требало да иду с обзиром на њихове тренутне таксономије, за које је одлучено на основу посматрачких, а не генетских карактеристика. Други пројекат, Б10к, покушава да се комплетирају „референтни геноми“ за све врсте птица, али до сада их је остало само око 300.
Радити референтне геноме је гигантски задатак, док је оно што ће ОпенВингс Пројецт урадити мало управљивије, каже Ребецца Кимбалл, еволуциона биологиња са Универзитета у Флориди, која је сарадница на ОпенВингс Пројецт-у. То ће такође бити и отвореног приступа, што значи да орнитолози из целог света могу да користе резултате - који ће бити објављени док су зацртани, уместо у једној серији на крају пројекта - да дубље погледају посебне гране породице птица дрво. Неке мање разумјене групе птица „заслужују више фокуса него што ћемо им моћи дати у овој великој студији“, каже Кимбалл.
"Појединачно, сви ми имамо врсте [птице] које волимо и које нас занимају", каже она, али постављање великих питања значи да је немогуће да се истраживачи изјасне о специфичним породицама птица у пројекту ОпенВингс. Отварање података са отвореним приступом значи да ће посао вјероватно још увијек бити завршен, каже она.
Ружне олупине. Смитхсониан-ова дивизија за птице чува и одржава трећу највећу колекцију птица на свету, са преко 625.000 примерака. (НМНХ / Смитхсониан Институтион) Секвенцирање генетских информација за више од 10.000 укупних врста птица и даље је огроман подухват и нешто што је постало могуће само захваљујући недавном напретку у генетској анализи, каже Цхессер. Да би спровели ову опсежну студију, истраживачи ће морати да искористе специфичне ДНК секвенце које називамо „ултраконзервираним“ регионима. Ове регије ДНК су оне које су издржале од претходних догађаја спецификације, када су нове врсте птица дошле да седе на новим гранама дрвета и нуде начин да се врате у генетске односе.
Овај пројекат не би био могућ без пажљивог накупљања и очувања музеја, каже Цхессер. Сарадници ОпенВингс-а представљају установе са огромним колекцијама примерка птица, укључујући Природни историјски музеј, Амерички музеј природне историје и Национални музеј природне историје Смитхсониан Института. Такође обухватају брзо растуће колекције на универзитетима - посебно Универзитет Кансас и Музеј природних наука Универзитета Лоуисиана.
Од 1980-их, каже Кимбалл, музеји чувају ДНК узорке из узорака у својим колекцијама, заједно са третираним телима самих узорака. За многе врсте, одакле долази генетски материјал. У другим случајевима, где су узорци сакупљени пре него што је ово постало норма, Црессер каже да ће се ослонити на неочекивани део птица: њихове талоне. Најбољи начин за добивање генетских доказа из сачуваног узорка који је до сада пронађен, рекао је, "да се одсече комад јастучића на птичјим ножним прстима."
У овом тренутку, истраживачи пројекта још увек откривају које институције имају примерке птица, каже Црессер. Већина овакве студије користи десетине или стотине врста - каже он, попут студије из 2015. објављене у часопису Натуре која је поставила темеље прављењем дрвета живота за 198 врста птица. Координација хиљада захтева мало више посла, посебно када сте у тиму који представља 10 главних институција које учествују у томе.
Ерицх Јарвис, неурознанственик са Универзитета Роцкефеллер који води Б10К, рекао је за Елизабет Пенниси из Сциенце да мисли да само приступ генома може створити робусно дрво за птице, јер покрива све врсте генетских информација кодираних у ДНК птице. . Али други научници признали су Пеннисију да је значајно побољшање онога што сада имају истраживачи птица: и то у потпуности финансирано, што Б10К није.
„То показује ефикасност и основни значај сталних напора за музејску колекцију“, каже еволуцијски орнитолог са универзитета Јејл Ричард Прум, коаутор у раду за 2015. годину. „Овај конзорцијум укључује већину највећих колекција природног ткива на свету, “ каже Прум, који није укључен у Пројект ОпенВингс.
Прум додаје да је време да неко створи комплетну птичју филогенију. Са новом генетском технологијом, то је изведивије него икад раније, чак и ако је скала без преседана, каже он. Уосталом, методе већ постоје: само је ствар спајати их. Ова врста дела може потенцијално променити начин на који се птице разумеју, што има последице на њихово очување као и на њихову еволутивну историју.
Дарвинове идеје о еволуцији заснивале су се на запаженим карактеристикама његових пераја. Али изван тих запажених карактеристика су слојеви и слојеви генетских односа, а без радног знања о генетици то су биле скривене од њега. Помоћу ове нове технологије могуће је видети како чак и врсте које изгледају и понашају се различито могу бити уско повезане. Ако направите читаво дрво, „унапредите проучавање филогенетике“, каже Чесер, али ће такође помоћи на очување на директан начин.
„Један од критеријума који се често користи у планирању конзервације је филогенетска карактеристичност, “ каже он, „таква да подручја која укључују врсте на сопственим еволуцијским гранама често добијају већу тежину у планирању заштите.“ Пројект ОпенВингс показаће колико се филогенетски разликује врсте заиста јесу. „Ове информације би требало да буду корисне конзерваторима у доношењу процена којим подручјима или врстама треба дати приоритет“, каже он
