Mitu miljonit aastat tagasi saabus Hawaii saartele mesikäppudena tuntud laululindude rühma eellane. Linnud jagunesid erinevatesse liikidesse, et täita mitmesuguseid nišše, elades kõigest võsast puude mahlani ja troopiliste lillede nektarini. Kuid alles hiljuti ei teadnud teadlased täpselt, kuidas erinevad praegu eksisteerivad kärgstruktuuri liigid omavahel seotud olid - või milline mandrilt pärit lind oli nende lähim esivanem.
Smithsoniani teadlaste meeskonna uus uuring, mis avaldati ajakirjas Current Biology, on selle mõistatuse kokku pannud ja mõistatuse lahendanud. "See kiirgus on üks loodusteaduslikke aardeid, mida saarestik Vaikse ookeani keskel pakub, " ütleb Earlhami kolledži professor dr Heather Lerner, kes töötas uuringu järeldoktorantuurina Smithsoniani looduskaitsebioloogia instituudis. koos Rob Fleischeri ja Helen Jamesiga.
Enamik mesikäppade liike on erksavärvilised ja laulavad kanaari moodi laulu. Kuid peale selle on nad märkimisväärselt mitmekesised. "Teil on kärgstruktuuriga liike, mis on kohandatud neisöömiseks, teised söövad seemneid, puuvilju või isegi tegusid, " räägib Lerner. "Teil on mõned arve tüübid, mis on lindude seas ainulaadsed."
Nagu kuulsad otsakud, mida Darwin Galápagose saartel uuris, on teadlased juba pikka aega pidanud mesimagusaid õpiku näiteks adaptiivsest kiirgusest - liigirühmast, kes arenes uue elupaiga saabumisel mitmesuguseid nišše täitma. "Kui proovite kogu seda mitmekesisust mõista, kui te ei saa aru, kuidas ja millal see arenes, ei saa te tõepoolest testida paljusid hüpoteese, " ütleb Lerner. "Fülogenees - liikide vahelised individuaalsed suhted - on põhiline."
Selle saladuse sortimise alustamiseks kogus uurimisrühm mitmesuguste lindude DNA-proove. Lisaks proovide võtmisele kõigist 18 elusast mesikäpuliigist - ja ühest hiljuti väljasurnud rühmast - võeti nad DNA-d 28 linnuliigilt, kellel näisid olevat mesikäppidega füüsikalised omadused või millel on sarnane levila.
Seejärel kasutasid teadlased tipptasemel DNA järjestamise tehnikaid, millest mõned on välja töötatud viimase paari aasta jooksul. Need meetodid olid üliolulised, kuna erinevate liikide vahel tekkinud sassis suhete sorteerimiseks kulus geneetiliste koodide sarnasuste ja erinevuste leidmiseks tohutul hulgal DNA-d. "Me oleks olnud laboris igavesti, kui me poleks mõnda uut tehnoloogiat kasutanud, " ütleb Lerner. „See, mida me tegime, on selle asemel, et kopeerida korraga ehk 500 DNA aluspaari korraga või 1000, tegime 10 000–12 000 korraga. See on DNA järjestuse määramise osas täielik revolutsioon. ”
Teadlased uurisid DNA asukohtade seeriat, et otsida variatsioone liikide vahel. Varieerumise aste annab teavet selle kohta, millal erinevad liigid on üksteisest lahkunud, kuna DNA kipub aja jooksul muutuma kindla kiirusega. Mida rohkem erinevusi liikide vahel on, seda kauem lahkusid nende evolutsiooniteed.
Meeskonna leiud olid mõnevõrra üllatavad: Nagu selgus, oli roosõieliste esivanem, Euraasia linnuliikide rühm, lähim sugulane, keda jagasid kõik Havai mesikäppade liigid. Asutajad leidsid, et kodutükid rändasid tõenäoliselt Havai saartele 7, 2–5, 8 miljonit aastat tagasi.
Hawaii ebaharilik geoloogia mängis rolli paljude sellele järgnenud mesikäppade liikide kiires arengus. Vulkaanilised saared on aja jooksul moodustunud ükshaaval, kuna Vaikse ookeani tektooniline plaat lohistatakse üle magma "kuuma koha" ja iga uus saar andis uue võimaluse koloniseerimiseks.
"Ajastus, mille me oma kalibreerimisest saame, viitab sellele, et nad jõudsid sinna aega, mil Kaua'i moodustus, " räägib Fleischer. "Kuid nad ei hakanud tegelikult eri liinilappideks jaotamise protsessi kiirendama, kuni moodustus Oahu saar, kui nüüd oli teil äkitselt avatud elupaiga tühi kiltkivi." Ajavahemikus 4–2, 5 miljonit aastat tagasi tehti DNA analüüs. osutab, et mesikäpikud läbisid kiire spetsiifilisuse perioodi, kus mitmesugused liigid arendasid uusi arve kuju ja muid omadusi, et kasutada ära paljusid uusi nišše.
Viimastel aastatel on kibuvitseliigid kannatanud suuresti elupaikade kaotuse ja muude inimarengu põhjustatud probleemide tõttu, kus 38 liiki on väljasurnud. Uurimisrühm kavatseb neid DNA-analüüsi tehnikaid kasutada väljasurnud muuseumieksemplaridelt võetud proovide abil, et näha, kus liigid sobivad evolutsioonilisse sugupuusse.
