В журнале Science вышла статья об эволюции птиц
12 декабря 2014 появился специальный выпуск журнала Science, посвященный геномам птиц. Одна из статей этого выпуска озаглавлена Whole-genome analyses resolve early branches in the tree of life of modern birds, и одним из ее авторов является научный сотрудник Лаборатории цитогенетики животных ПЛ Перельман.
To better determine the history of modern birds, we performed a genome-scale phylogenetic analysis of 48 species representing all orders of Neoaves using phylogenomic methods created to handle genome-scale data. We recovered a highly resolved tree that confirms previously controversial sister or close relationships. We identified the first divergence in Neoaves, two groups we named Passerea and Columbea, representing independent lineages of diverse and convergently evolved land and water bird species. Among Passerea, we infer the common ancestor of core landbirds to have been an apex predator and confirm independent gains of vocal learning. Among Columbea, we identify pigeons and flamingoes as belonging to sister clades. Even with whole genomes, some of the earliest branches in Neoaves proved challenging to resolve, which was best explained by massive protein-coding sequence convergence and high levels of incomplete lineage sorting that occurred during a rapid radiation after the Cretaceous-Paleogene mass extinction event about 66 million years ago.
Сообщения об этом опубликованы на разных новостных сайтах
lenta.ru 12 декабря 2014
Крупнейшее генетическое исследование объяснило эволюцию птиц и их клювов
Крупнейший международный проект генетиков ответил на главные вопросы эволюции птиц. За четыре года несколько сот ученых из восьмидесяти институтов секвенировали геномы 45 видов — представителей основных отрядов пернатых. Восемь статей по итогам исследования опубликованы в журнале Science.
Подтвердилась теория "Большого взрыва" в эволюции птиц: произошел резкий рост видового разнообразия в период 10-15 миллионов лет после вымирания динозавров, на рубеже мелового и палеогенового периодов (примерно 66 миллионов лет назад). Также выяснилось, что последний общий предок всех птиц, обитающих на суше, был хищником высшего порядка.
Ученые обнаружили участки геномов, которые не менялись на протяжении последних ста миллионов лет. Оказалось, что мутации, стершие эмаль и дентин с зубов современных птиц (в итоге этого процесса появились беззубые клювы), начались около 116 миллионов лет назад. А способность учиться издавать определенные звуки (трели) у пернатых развивалась независимо как минимум дважды.
Наконец, американские ученые дополнили генетическое исследование птиц секвенированием геномов крокодилов — ближайших ныне живущих родственников пернатых. Выяснилось, что геномы крокодиловых меняются с чрезвычайно низкой скоростью, а численность их популяций стала резко сокращаться начиная с плейстоцена (эпохи ледниковых периодов).
Вести.Ru 12 декабря 2014
Составлено наиболее полное эволюционное древо птиц
Исследователи из разных стран мира объединились в одну команду ради того, чтобы составить наиболее полное эволюционное древо птиц. Генетики проанализировали геномы 48 видов пернатых. По результатам изысканий учёные смогли проследить за историей трансформации поздних динозавров в птиц и дальнейшей эволюцией этих удивительных животных.
Ведущий автор исследования Том Гилберт (Tom Gilbert) из Музея естествознания Дании в Копенгагене отмечает, что в ходе его работы выяснилось, что после вымирания динозавров произошёл так называемый эволюционный взрыв птиц, когда и возникло большое количество видов.
Консорциум исследователей опубликовал ряд научных статьей в различных журналах о расшифрованных геномах птиц. Учёные установили, как разные виды пернатых связаны друг с другом эволюционно, а также поняли, что их разнит. Орнитологи пришли к выводам о великом разнообразции птиц, основываясь на исследованиях об их вокализациях (пении), потере зубов в процессе эволюции и способах адаптации к погодным условиям.
Грандиозная работа, которая на сегодняшний день является первым крупнейшим орнитологическим генетическим исследованием, началась с интереса к геному голубей. В 2010 году Гилберт начал сотрудничество с Пекинским институтом геномики (BGI). Основной целью изыскания стало секвенирование геномов голубей с целью определить, как различные виды этих птиц связаны друг с другом эволюционно и каких общих предков они имеют.
Исследователи из BGI объединили результаты работы Гилберта с данными, полученными нейробиологом Эрихом Джарвисом (Erich Jarvis) из университета Дьюка в Дареме, Северная Каролина. Добавив ещё несколько результатов исследований других групп орнитологов, сотрудники BGI поняли, что они собрали полноценную генетическую базу данных представителей наотряда Neoaves.
К этому надотряду относятся самые разные группы птиц, включая большинство современных видов за исключением нелетающих (к примеру, страусов), а также домашних птиц, таких как курицы и утки.
"Меня поразило, что до сих пор учёные не имеют базы данных об эволюционных метаморфозах птиц и не представляют, как разные виды связаны друг с другом", — признаётся Гилберт, чья итоговая статья в соавторстве с коллегами из разных стран вышла в журнале Science.
Всех представителей надотряла Neoaves объединяет уникальная особенность: входящие в него виды обладают способностью к обучению пению. Эту черту биологи сравнивают с обучением речи у людей и полагают, что подобные навыки не могли развиваться конвергентно у разных видов птиц. Поэтому, предполагают орнитологи, у всех представителей надотряда должен быть предок, который передал генетические предпосылки к развитию данной способности своим потомкам.
На работу по составлению генетического древа птиц у учёных ушло в общей сложности 4 года, из которых год они секвенировали геномы на основе анализа ДНК различных видов птиц и три года составляли эволюционное древо пернатых.
Джарвис и его коллеги обнаружили, что образцы экспрессии генов в зонах мозга, отвечающих за вокализации у птиц, схожи с теми, что наблюдаются у человека, способного к обучению речи.
Также другая команда исследователей выяснила, что птицы утратили зубы и обрели острый клюв в процессе эволюции около 116 миллионов лет назад. А команда китайских орнитологов из BGI определила, что геном красноногого ибиса (Nipponia nippon) является результатом межвидового скрещивания, которое привело к появлению семи особей вида в 1980-х годах, размножившихся к сегодняшнему дню до нескольких сотен птиц.
Как выяснилось в ходе изысканий, предки всех современных представителей надотряда Neoaves были генетически ближе всего к голубям, фламинго и поганковым и больше всего напоминали внешне современных хищников.
Также согласно исследованию, эволюционной взрыв, в ходе которого возникло большое количество видов, произошёл в периоде между 67 и 50 миллионами лет назад. То есть в то время, когда динозавры вымерли, предположительно, из-за падения астероида. Оно же стало переломным моментом и для млекопитающих.
В данный момент Гилберт и его коллеги занимаются дальнейшим секвенированием геномов птиц. Учёные планируют создать наиболее полную базу данных об эволюции пернатых, которая будет включать в себя информацию не только о надотряде Neoaves, но и о всех остальных птицах.