Naukowcy przeanalizowali DNA pingwina i znaleźli coś bardzo fascynującego

Pingwiny nie są obce Zmiana klimatu. Ich historia życia została ukształtowana przez rosnące i spadające temperatury, a ich ciała są wysoce wyspecjalizowane w najtrudniejszych warunkach na Ziemi.

Jednak naukowcy obawiają się, że ścieżka ewolucyjna pingwina może zostać zatrzymana dzięki, jak się wydaje, najniższym wskaźnikom ewolucyjnym, jakie kiedykolwiek wykryto u ptaków.

Zespół międzynarodowych badaczy Właśnie wysłany Jedno z najbardziej kompleksowych badań ewolucji pingwinów do tej pory i pierwsze zawierające dane o żywych i kopalnych gatunkach pingwinów.

Badania ujawniają burzliwą historię życia pingwinów w ogóle, przy czym trzy czwarte wszystkich znanych gatunków pingwinów – obecnie reprezentowanych tylko przez skamieliny – już wyginęło.

„W ciągu 60 milionów lat te charakterystyczne ptaki ewoluowały w wysoce wyspecjalizowane morskie drapieżniki i są teraz dobrze przystosowane do najtrudniejszych środowisk na Ziemi”. Autorzy piszą.

„Jednak, jak pokazuje ich ewolucyjna historia, stoją teraz jako strażnicy, podkreślając wrażliwość zwierząt przystosowanych do zimna w szybko ocieplającym się świecie”.

Na lądzie pingwiny mogą wyglądać trochę głupio, z niezręcznie drżącymi i pozornie bezużytecznymi skrzydłami. Ale pod wodą ich ciała przekształcają się w hydrodynamiczne torpedy, które sprawią, że każda uciekająca ryba będzie chciała latać.

Pingwiny faktycznie straciły zdolność latania 60 milionów lat temu, zanim utworzyły się polarne pokrywy lodowe, na rzecz nurkowania dwuskrzydłowego.

Skamieniałości i dane genomiczne sugerują, że unikalne cechy, które umożliwiają pingwinom wychodzenie z wodnego stylu życia na wczesnym etapie ich istnienia jako grupy, przy czym tempo zmian ewolucyjnych generalnie maleje w czasie.

Naukowcy uważają, że pingwiny powstały na małym kontynencie Gondwan zwanym Zelandią, który obecnie jest w większości zanurzony w oceanie.

Artykuł naukowy zauważa, że ​​przodkowie współczesnych pingwinów – pingwinów koronalnych – pojawili się około 14 milionów lat temu, pełne 10 milionów lat po wskazaniu analiz genetycznych.

Ten szczególny okres zbiega się z momentem globalnego ochłodzenia, zwanym przejściem klimatycznym środkowego miocenu. Jednak żywe pingwiny podzieliły się na odrębne grupy genetyczne w ciągu ostatnich trzech milionów lat.

Pingwiny rozprzestrzeniły się po całej Zelandii, zanim kilkakrotnie rozprzestrzeniły się na Amerykę Południową i Antarktydę, a późniejsze grupy prawdopodobnie wędrują po Prądze Antarktycznym.

Naukowcy odkryli, że prawie każdy gatunek pingwina doświadczył okresu fizycznej izolacji podczas ostatniej epoki lodowcowej.

Ich kontakt z innymi pingwinami był w tym czasie ograniczony, ponieważ grupy były zmuszone żyć w bardziej rozdrobnionych obszarach siedlisk na północy, gdzie wciąż mogły znaleźć pożywienie i schronienie.

W rezultacie pula DNA dla każdej grupy stała się węższa, co odsunęło gatunek bardziej genetycznie.

Podczas ocieplenia, które nastąpiło, wrócili na bieguny, a ścieżki niektórych grup, teraz bardziej odmiennych genetycznie, ponownie skrzyżowały się.

Sposób, w jaki niektóre grupy pingwinów doświadczyły tych ważnych wydarzeń klimatycznych, daje wgląd w to, jak radzą sobie ze zmianami klimatycznymi spowodowanymi przez człowieka.

Grupy, których liczebność rosła, gdy nastąpiło ocieplenie, posiadały pewne cechy: były wędrowne i żywiły się na zewnątrz. Naukowcy są przekonani, że te cechy pozwoliły im lepiej reagować na zmieniający się klimat, zwłaszcza zdolność odwracania wzroku od ofiary i przemieszczania się w niższe szerokości geograficzne.

Z drugiej strony ci, których liczba zmniejszyła się, mieszkali w określonym miejscu i szukali pożywienia blisko brzegu: styl życia, który nie przystosowuje się dobrze do radykalnie zmieniających się warunków „w domu”.

Jednak zdolność pingwinów do zmian może być ograniczona nie tylko stylem życia – wydaje się, że jest ona zakorzeniona w ich genach.

Okazuje się, że pingwiny, podobnie jak ich siostra Procellariiformes, do której zaliczają się ptaki takie jak petrele i albatrosy, mają najniższe tempo ewolucji odkryte dotychczas wśród gatunków ptaków.

Naukowcy porównali łącznie 17 różnych rzędów ptaków, używając kilku sygnatur genetycznych, które są ściśle związane z tempem zmian ewolucyjnych.

Zauważają, że ptactwo wodne generalnie ma wolniejsze tempo ewolucji niż ich ziemscy krewni, więc uważają, że przyjęcie wodnego stylu życia może iść w parze z niższym tempem ewolucji. Uważają również, że tempo ewolucji ptaków jest niższe w chłodniejszym klimacie.

Rząd pelikany, który obejmuje ptaki morskie, takie jak pelikany i kormorany, miał około jednej trzeciej najniższego tempa ewolucyjnego, a ptactwo wodne (rząd Anseriformes) miało znacznie niższe wskaźniki niż ptaki lądowe, takie jak indyki, kury i przepiórki (rząd Galliformes) .

Naukowcy zauważyli, że przodkowie pingwinów koronalnych ewoluowały szybciej niż żywe pingwiny, ale nawet wtedy było to wolniejsze w porównaniu z innymi ptakami.

Połowa wszystkich żyjących gatunków pingwinów jest zagrożona lub zagrożona, a naukowcy twierdzą, że ich powolne tempo rozwoju i wyspecjalizowany styl życia mogą spowodować zatrzymanie pingwinów.

„Obecne tempo ocieplenia w połączeniu z ograniczonym schronieniem na Oceanie Południowym prawdopodobnie znacznie przekroczy zdolności adaptacyjne pingwinów” piszą.

„Przyszłe zagrożenia lawinowe są stale obecne, ponieważ populacje pingwinów na półkuli południowej stają w obliczu szybkich zmian klimatycznych spowodowanych przez człowieka”.

To badanie zostało opublikowane w Połączenia z naturą.