Сравнение полных геномов всех видов пингвинов помогло уточнить их происхождение — Naked Science
10 минут
Мария Азарова

Сравнение полных геномов всех видов пингвинов помогло уточнить их происхождение

4.9

Ученые изучили полные геномы всех 18 видов пингвинов и смогли больше узнать об их происхождении и распространении, а также подтвердить и опровергнуть некоторые гипотезы об этих птицах.

Императорские пингвины
Императорский пингвин — самый крупный и тяжелый из современных видов семейства пингвиновых / © Getty Images

Пингвины — семейство нелетающих морских птиц, включающее в себя 18 видов — давно интересуют ученых и общественность, но их эволюционная история, однако, остается до конца не изученной. Ответить на некоторые вопросы о происхождении и развитии этих животных, обитающих в открытых водах Южного полушария и предпочитающих прохладу, попыталась международная команда ученых из Чили, Бразилии, США, Австралии, ЮАР и Великобритании, исследование которых представлено в журнале PNAS.

“Это единственное сохранившееся семейство отказавшихся от полета ныряющих птиц. История адаптации пингвинов к столь разнообразной среде обитания остается противоречивой. Мы использовали 22 новых генома 18 видов пингвинов, чтобы реконструировать порядок, время и место их диверсификации, отследить изменения с течением времени и проверить соответствующую адаптацию в геноме”, — пишут авторы работы.

Для проведения исследования биологи собрали образцы крови и тканей этих птиц, хранящиеся в музеях и университетах по всему миру, а затем секвенировали и проанализировали их полные геномы. Таким образом получилось узнать, как развивались пингвины благодаря колебаниям теплого и холодного климата. «Иметь эталонный геном все равно что использовать коробку с пазлом для его сборки: вы можете взять все крошечные части и согласовать их с эталонным геномом, сказал Раури Боуи, профессор биологии в Калифорнийском университете в Беркли и куратор Музея зоологии позвоночных в Беркли. Мы сделали это с каждым из изученных геномов».

Ученые окончательно подтвердили, что пингвины возникли 21-22 миллиона лет назад, а разделение родов произошло в раннем миоцене (эта эпоха началась 23,03 миллиона лет назад и закончилась 5,333 миллиона лет назад) в прохладных прибрежных районах Австралии и Новой Зеландии. Родственной же всем существующим видам пингвинов оказалась группа Aptenodytes (императорские и королевские): они отделились от других видов и поселились в холодных субантарктических и антарктических водах. Этот сценарий согласуется с гипотезой о том, что императорские и королевские пингвины сестринская группа для всех других видов, а не только для пингвинов Адели и папуанских.

Субантарктический пингвин, или папуанский пингвин (лат. Pygoscelis papua) / © Getty Images

Диверсификации пингвинов и географической экспансии помогло усиление Антарктического циркумполярного течения (АЦТ) 11,6 миллиона лет назад. Таким образом им удалось перемещаться по всему Южному океану, заселяя как холодные субантарктические острова, так и более теплые прибрежные районы Южной Америки и Африки. При этом большинство видов достигали своей максимальной численности по мере того, как климат становился холоднее, около 40-70 тысяч лет назад, во время последней ледниковой эпохи, ведь многие пингвины предпочитают размножаться на снегу и льду.

“Мы обнаружили межвидовую интрогрессию (проникновение генов одного вида в генетический фонд другого вида. — Прим. ред.) среди пингвинов, в некоторых случаях следуя направлению АЦТ, и идентифицировали гены, влияющие на терморегуляцию, кислородный обмен и способность нырять, которые претерпели адаптивную эволюцию по мере того, как пингвины постепенно занимали разные в плане климата места обитания. <…> Пингвины смогли диверсифицироваться и сегодня способны жить как при девяти градусах Цельсия в водах вокруг Австралии и Новой Зеландии, при плюс 26 градусах на Галапагосских островах, так и при отрицательных температурах в Антарктиде и других странах”, рассказали биологи. По их словам, наиболее “гибридными” являются северные хохлатые пингвины и близкие им виды, которые пережили как минимум четыре интрогрессии.

Северный хохлатый пингвин / © Getty Images

Как подчеркнул Боуи, поскольку пингвинам потребовались миллионы лет, чтобы занять такие разнообразные среды обитания, сейчас они не смогут адаптироваться достаточно быстро, чтобы успеть за скоростью потепления Мирового океана. Несмотря на успешное распространение по Южному полушарию, многие популяции этих птиц сегодня находятся под угрозой исчезновения.

Так, гнездовые колонии императорских пингвинов в Антарктиде были вынуждены переселиться из-за сокращения площади морского льда, а в прошлом году на континенте погибло множество птенцов пингвинов Адели. Численность групп, обитающих на Галапагосских островах, сокращается из-за явления Эль-Ниньо, а в Новой Зеландии популяции редких желтоглазых (или великолепных) пингвинов подвергаются нападениям диких кошек.

«На протяжении миллионов лет мы видели, что разнообразие пингвинов сокращалось с повышением температуры, но это происходило в долгосрочной перспективе, отметила Джулиана Вианна, доцент кафедры экосистем и окружающей среды Католического университета Чили в Сантьяго. Прямо сейчас изменения климата и окружающей среды происходят слишком быстро, чтобы некоторые виды могли своевременно реагировать на это”.

Ученые настроены продолжить свою работу по изучению генетических вариаций и разрозненных популяций пингвинов, ведь теперь они имеют полные последовательности их геномов. «Пингвины, безусловно, очень харизматичны. Но, надеюсь, наши исследования также приведут к лучшему их сохранению», подытожила Вианна.

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl + Enter.
Вчера, 11:18
2 минуты
Илья Ведмеденко

В России началось серийное производство нового автомата АДС. Его можно применять на суше и при проведении подводных операций.

Вчера, 12:37
3 минуты
Ольга Иванова

Ученые обнаружили, вероятно, самое древнее свидетельство нападения акулы на человека.

Вчера, 11:18
5 минут
Сергей Васильев

Ученые впервые напрямую исследовали работу магниточувствительных белков птиц, показав, что на внешнее поле они реагируют благодаря спиновым эффектам из квантовой механики.

19 июня
55 минут
Александр Березин

Два миллиона лет назад планета вошла в состояние крайне необычной неустойчивости. Раз за разом она стирала экосистемы Африки с лица земли, отчего наши предки снова и снова оказывались в сложном положении. Семьдесят тысяч лет назад их число сократилось в десять раз — ударил другой, совершенно неожиданный фактор. Пару сотен тысяч лет назад не только человечество, но вообще все наземные виды могли погибнуть от еще более разрушительной силы. 12,9 тысячи лет назад множество людей умерли и миллионы квадратных километров полностью выгорели из-за взрывов в атмосфере и огненного дождя. Как именно наш вид пережил все это?

19 июня
5 минут
Илья Ведмеденко

Снимки демонстрируют интерьер новой российской атомной многоцелевой субмарины — К-561 «Казань», принадлежащей к проекту 885М «Ясень-М».

21 июня
9 минут
Мария Азарова

Китайские ученые воспроизвели модель мужской беременности млекопитающих на лабораторных крысах: результаты оказались успешными лишь отчасти, но все равно показали, что в таких случаях эмбрионы могут развиваться нормально. Мировое сообщество восприняло эксперимент с ужасом.

9 июня
4 минуты
Ольга Иванова

Международная команда исследователей изучила геологию и условия существования самого большого моря в истории планеты — Паратетиса.

19 июня
55 минут
Александр Березин

Два миллиона лет назад планета вошла в состояние крайне необычной неустойчивости. Раз за разом она стирала экосистемы Африки с лица земли, отчего наши предки снова и снова оказывались в сложном положении. Семьдесят тысяч лет назад их число сократилось в десять раз — ударил другой, совершенно неожиданный фактор. Пару сотен тысяч лет назад не только человечество, но вообще все наземные виды могли погибнуть от еще более разрушительной силы. 12,9 тысячи лет назад множество людей умерли и миллионы квадратных километров полностью выгорели из-за взрывов в атмосфере и огненного дождя. Как именно наш вид пережил все это?

19 июня
5 минут
Илья Ведмеденко

Снимки демонстрируют интерьер новой российской атомной многоцелевой субмарины — К-561 «Казань», принадлежащей к проекту 885М «Ясень-М».

[miniorange_social_login]

Комментарии

Написать комментарий

Подтвердить?
Лучшие материалы
Войти
Регистрируясь, вы соглашаетесь с правилами использования сайта и даете согласие на обработку персональных данных.

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: