60 milionów lat ewolucji pingwinów
Badacze z British Antarctic Survey zsekwencjonowali genom wszystkich żyjących gatunków pingwina i przebadali jego ewolucję. Okazuje się, że pingwiny mają dużą zdolność adaptacji oraz zmiany liczebności swojej populacji w sytuacji pogorszenia warunków klimatycznych i zasiedlania obszarów.
Zakończył się ogromny projekt badania genomu pingwina – międzynarodowy zespół 40 badaczy przeanalizował DNA wszystkich żyjących i niedawno wymarłych gatunków tego niezwykłego ptaka. Następnie porównano te dane z wiedzą, jaką o przeszłości pingwinów mamy z danych kopalnianych. Dzięki temu możliwe było opisanie wielu szczegółów z historii ewolucji rodziny pingwinów.
Według tego, co udało się ustalić, ewolucja pingwina była napędzana przede wszystkim przez zmiany klimatu i zmiany prądów oceanicznych. Badacze odkryli w zapisach genetycznych ślady (tak zwane sygnatury) czasowych przeskoków do życia w małych społecznościach w tak zwanych refugiach klimatycznych (zwanych też ostojami), w których pingwiny mogły przetrwać w okresach, kiedy niekorzystna sytuacja klimatyczna – na przykład nagły spadek temperatur – uniemożliwiała im życie na dotychczasowych terenach. Gdy warunki się polepszały, temperatura wzrastała i stabilizowała się, populacje ponownie kolonizowały swoje wcześniejsze terytoria i znacząco zwiększały swoją liczebność.
Naukowcy zidentyfikowali zestaw genów, które prawdopodobnie dają pingwinom zdolność dostosowania się, umożliwiające im rozwój w najbardziej unikalnych środowiskach na Ziemi, w tym na Antarktydzie i Oceanie Południowym. Adaptacje te obejmują termoregulację – proces, w którym zwierzęta utrzymują optymalną temperaturę swojego ciała – umiejętność głębokiego nurkowania i widzenia pod wodą, a także możliwość kontrolowania wielkości ciała. Zebrane dane każą zakładać, że pingwiny ewoluowały bardzo powoli w porównaniu z innymi ptakami, badacze uważają jednak, że wiele z tych kluczowych cech związanych z życiem wodnym pojawiło się na wczesnym etapie ewolucji rodziny pingwinów.
– Chociaż większość ludzi, gdy myśli o pingwinach, wyobraża je sobie wśród kry lodowej, ścigane przez lamparta morskiego, to okazuje się, że pingwiny wyewoluowały, by być stworzeniami wodnymi, zanim uformowały się polarne pokrywy lodowe - opowiada prof. Richard Phillips, ekolog ptaków morskich w British Antarctic Survey, współautor badań. – Z biegiem czasu dopiero wyewoluowały cechy, które pozwoliły im skolonizować szeroki zakres środowisk morskich, od tropików po Antarktydę. Dzięki naszym badaniom, rozumienie tego, jakie geny stanowią podstawę tego rozwoju, idzie mocno do przodu.
Współcześnie rodzina pingwinów zmienia się i „starzeje” pod wpływem zmian klimatycznych. Autorzy publikacji uważają, że poznanie przeszłości gatunków i tego, jak przeszłe wydarzenia klimatyczne wpływały na zmiany w populacjach może okazać się bardzo ważne dla pojęcia tego, jak dziś żyjące gatunki i populacje zareagować mogą na obecne i przyszłe zmiany klimatu.
Badanie było częścią dużego międzynarodowego projektu Bird Genome 10K, którego celem jest zsekwencjonowanie genomu wszystkich żyjących gatunków ptaków. Projekt Bird Genome 10K jest realizowany od 2015 roku i łączy badaczy z ponad 20 krajów świata. Więcej o projekcie: https://b10k.genomics.cn/
Badania: Cole, T.L. et al. Genomic insights into the secondary aquatic transition of penguins, Nature Communications (2022). doi.org/10.1038/s41467-022-31508-9
Opracowano na podstawie artykułu Study reveals 60 million years of penguin evolution prrzygotowanego przez British Antarctic Survey i opublikowanego na portalu Phys.org.
