Срочные новости раздела
Сравнение полных геномов всех видов пингвинов помогло уточнить их происхождение

Сравнение полных геномов всех видов пингвинов помогло уточнить их происхождение

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.

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

«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.

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.

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.

Статья опубликована в журнале PNAS   Источник: naked-science.ru

Источник: sci-dig.ru

Последние записи - Наука

самые читаемые новости

#Наука

В экспериментах на мышах группа исследователей из России, Китая, Нидерландов и Бразилии под руководством ученых СПбГУ обнаружила возможные механизмы переключения патологии мозга от состояния
подробнее...

РИА Новости. Американские ученые выяснили, что формирование воспоминаний контролируется хроматином — комплексом нуклеиновых кислот и белков. Когда мозг формирует память, детали событий кодируют
подробнее...

Листья хищного растения Dionaea muscipula, известного как венерина мухоловка, быстро закрываются, чтобы поймать свою жертву: среди таковых обычно значатся муравьи, пауки, жуки, кузнечики и другие
подробнее...

Ученые из СПбГУ совместно с исследователями из Каролинского института (Швеция) впервые показали, что внутри живого организма млекопитающего возможно направленное создание клеток центральной нервной
подробнее...

Мегалодоны считаются одними из самых больших рыб, когда-либо существовавших на Земле. Считается, что эти древние акулы достигали 16 метров в длину, хотя точно оценить их размеры достаточно сложно.
подробнее...

Сотрудники лаборатории «Центр алгоритмической биотехнологии» СПбГУ в составе группы российских и американских ученых разработали сборщик metaFlye, специализирующийся на сборке образцов ДНК микробных
подробнее...

В лингитовом месторождении Шуйтанба в китайской провинции Юньнань палеонтологи обнаружили окаменевшие останки мезопитека  (Mesopithecus pentelicus) — вида обезьян, жившего в Европе и Азии 7–5
подробнее...

Ученые из Портсмутского университета (Великобритания) обнаружили новый вид небольшого птерозавра, размером с индейку, который не похож ни на одного своего собрата благодаря своему длинному тонкому
подробнее...

Ученые выяснили, что муравьи способны строить конструкции из песка для добычи жидкой пищи. В последнем эксперименте они создали нечто наподобие сифона и смогли безопасно вытянуть из контейнера до
подробнее...

Генетическая наследственность некоторых людей от неандертальцев может повысить риск развития тяжелой формы COVID-19, — пишет sciencenews.org.
подробнее...

В пустыне Гоби на территории нынешней Монголии обнаружили останки необычных динозавров. Сразу несколько почти полных скелетов показали, что эти животные были оперенными и беззубыми, напоминая попугаев
подробнее...

Кристаллографы-минералоги Санкт-Петербургского университета описали новый минерал гликинит, который назвали в честь выдающегося ученого СПбГУ Аркадия Эдуардовича Гликина. Открытие научная группа под
подробнее...

Физики синтезировали первый в мире сверхпроводник на основе сероводорода и метана, который сохраняет свои свойства при температуре в 15 °С. Это почти на 40 градусов выше предыдущего рекорда. Правда,
подробнее...

Антибиотики стали одним из самых важных открытий в истории, снабдив человечество невероятно эффективным оружием в борьбе с бактериальными инфекциями. И тем страшнее будет его потерять из-за различных
подробнее...

Врач, профессор СПбГУ академик РАН Юрий Наточин и директор Института когнитивных исследований СПбГУ член-корреспондент РАО, профессор Татьяна Черниговская представили научную работу, в которой
подробнее...

Анализ зубов возрастом 200 миллионов лет показал, что древние млекопитающие были медлительными и жили гораздо дольше современных, а их метаболизм, скорее всего, был таким же, как у мелких
подробнее...

Используя магнитное поле и гидрогели, группа исследователей из Медицинской школы Перельмана при Университете Пенсильвании (США) разработала новый возможный способ восстановления хрящевой ткани,
подробнее...

Моча — продукт фильтрации крови почками, откуда она попадает в мочевой пузырь. Здесь моча накапливается, заставляя упругие мышечные стенки пузыря растягиваться. Когда растяжение достигает
подробнее...