Сравнение полных геномов всех видов пингвинов помогло уточнить их происхождение

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.

пингвины

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

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

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.

Поделитесь с друзьями
Оставьте свой комментарий! До 500 символов!
    Пока без коментариев...
    По теме
    Как работает наш мозг? Проблемы с мозгами. Часть-3...
    Как работает наш мозг? …
    Они живут на пол мира. Такие люди едят только с правой стороны тарелки, левую игнорирует, и жалуются на маленькие порции, женщина красятся, а мужчины бреются только справа, от левой стороне лица вообще не притронутся, будто ее нет, и самое главное, им будет казаться, что все нормально, хотя для них просто не существует левой стороны мира. Они нарисуют только правую часть циферблата на часах, правую половину цветка, кота, и даже половину дома, для них все ок!
    Читать дальше →
    Как работает наш мозг? Проблемы с мозгами. Часть-2...
    Как работает наш мозг? …
    Ученые понимают как работает мозг только тогда, когда он ломается. Одна из частей мозга пациентки SM046, а именно миндалины сломались, и таким образом теперь мы знаем какую роль в нашем поведении они играют.
    Читать дальше →
    Читайте также

    Лагерная психология: переработка человека на фабриках смерти...

    Лагерная психология: переработка человека …
    Задачей фашистских концлагерей было уничтожить личность. Тех, кому повезло меньше, уничтожали физически, кому «больше» – морально. Даже имя человека переставало здесь существовать. Вместо него был только идентификационный номер, которым называл себя в своих мыслях даже сам заключенный.
    Читать дальше →

    Тутанхамон: загадка гробницы...

    Тутанхамон: загадка гробницы
    Эта история началась с гибели подростка – правителя Древнего Египта. Его имя могло навсегда кануть в Лету, если бы не череда загадочных смертей, удивительным образом связанная с ним. Тутанхамон вовсе не был выдающимся царем, но события, которые произошли 3000 лет спустя, сделали его самым известным из когда-либо живших фараонов.
    Читать дальше →

    Ученые рассказали о противовирусных свойствах некоторых соков и з...

    Ученые рассказали о противовирусных …
    Вирусологи сравнили вирулицидную активность четырех натуральных напитков против коронавируса SARS-CoV-2 и вируса гриппа: так они обнаружили, что сок черноплодной рябины и граната, а также зеленый чай могут снижать инфекционные титры. При этом сок черноплодки оказался наиболее эффективным.
    Читать дальше →

    9 Самых Ядовитых Пауков в Мире...

    9 Самых Ядовитых Пауков …
    Какой паук самый ядовитый? Можно ли умереть от укуса паука? Встреча с некоторыми пауками может закончиться для вас визитом к врачу или чем-то более серьезным. Так какие пауки наиболее ядовиты? Как защититься от них? Не переживайте — мы ответим на все ваши вопросы.
    Читать дальше →

    НЛП в решете: нейроны, лингвистика и немножко волшебства...

    НЛП в решете: нейроны, …
    Хотите добиться успеха Стива Джобса? Раз и навсегда перестать мямлить, ныть, переживать по поводу прыщей, за две минуты соблазнить самую красивую девушку на курсе и оказывать влияние на людей? Бросить пить, курить и по-английски заговорить? Это вам не к бабке – она тут бессильна, это вам к тренеру НЛП.
    Читать дальше →

    10 природных явлений на Земле, которые мы не понимаем...

    10 природных явлений на …
    Многих завораживают странные явления, происходящие на других планетах. Кажется, стоит лишь достичь этих далеких миров, как все тайны рассеются. Однако и на Земле происходит немало необычных явлений, в чьей природе ученые пока не в силах разобраться.
    Читать дальше →