Cum își „împrumută” păsările cântătoare genele de culoare între specii înrudite

Cum își „împrumută” păsările cântătoare genele de culoare între specii înrudite! De regulă, evoluția este percepută ca un proces strict liniar: mutațiile apar întâmplător într-o specie, sunt transmise de la părinți la urmași, iar cele avantajoase cresc șansele de supraviețuire și reproducere.

În timp, acumularea acestor schimbări genetice duce la apariția de noi specii, mai ales atunci când populațiile sunt separate de bariere naturale, precum lanțuri muntoase sau porțiuni de uscat dispărute. Așa s-a construit, de-a lungul a aproximativ 3,5 miliarde de ani, vastul arbore evolutiv al vieții.

Cum își „împrumută” păsările cântătoare genele de culoare între specii înrudite

Totuși, cercetările moderne de secvențiere genomică sugerează că această imagine clasică este incompletă. Datele recente indică faptul că granițele dintre specii nu sunt întotdeauna impermeabile. În loc să aștepte apariția unor mutații complet noi, unele organisme pot dobândi avantaje genetice deja „testate”, prin încrucișarea cu specii apropiate din punct de vedere evolutiv.

De peste 20 de ani, biologii evoluționiști studiază aceste tipare ascunse în ADN, concentrându-se în special asupra păsărilor cântătoare extrem de colorate cunoscute sub numele de warblers (silvii) din America de Nord, Centrală și de Sud. Acest grup cuprinde aproximativ 115 specii, remarcabile prin diversitatea spectaculoasă a penajului.

Istoria evolutivă a acestor păsări s-a desfășurat în ultimele 10 milioane de ani

Unele sunt familiare publicului larg, precum silvia Blackburnian, cu penajul său portocaliu intens, care poate fi observată primăvara și vara în pădurile estului Americii de Nord. Altele sunt mult mai puțin cunoscute, trăind exclusiv în zone izolate, cum ar fi silvia cu cap roz, prezentă doar în regiunile montane din Guatemala și sudul Mexicului.

Citește și: Cei mai ciudați ochi din lumea animală: de la țestoase la creaturi cu al treilea ochi

Istoria evolutivă a acestor păsări s-a desfășurat în ultimele 10 milioane de ani, o perioadă relativ scurtă la scara evoluției. Ele sunt „vecini” apropiați pe arborele vieții, iar acest lucru le face candidate ideale pentru studierea schimburilor genetice între specii.

Într-un studiu recent, cercetătorii au analizat un volum uriaș de date genomice – peste două trilioane de perechi de baze ADN, colectate de la aproape toate speciile de warblers. Rezultatele au arătat că unele dintre aceste păsări au depășit limitele evolutive clasice, împărtășind gene benefice între specii diferite.

Pasărea Warblers se alătură astfel altor exemple bine documentate, precum fluturii din Amazon, peștii ciclide africani sau chiar strămoșii umani, unde hibridizarea a jucat un rol important.

Hibridizarea: cheia schimbului genetic între specii

Transferul de gene între specii are loc prin intermediul hibrizilor – indivizi rezultați din împerecherea dintre membri ai unor specii diferite. Exemplele celebre includ urșii „pizzly” (rezultați din urși polari și grizzly) sau catârii, urmașii cailor și măgarilor. Spre deosebire de catâri, care sunt sterili, hibrizii de warbler pot fi fertili și se pot reproduce ulterior cu una dintre speciile parentale. Prin acest proces, genele pot traversa granițele dintre specii și pot deveni parte a fondului genetic al unei populații.

Deși manualele de biologie afirmă adesea că speciile nu se pot încrucișa, realitatea este mai nuanțată. Speciația este un proces lent, care durează milioane de ani, iar la începutul acestui drum granițele dintre specii sunt adesea neclare. În aceste zone „gri”, hibridizarea este posibilă și chiar frecventă. Cercetătorii au identificat numeroși hibrizi între specii și chiar între genuri diferite de warblers, precum și regiuni geografice unde hibridizarea este comună.

Dacă genele moștenite prin hibridizare oferă un avantaj adaptativ, ele se pot răspândi rapid în populația receptoare, la fel ca o mutație benefică apărută spontan. Diferența este că, în acest caz, nu este vorba de o singură modificare genetică, ci de un pachet întreg de gene deja funcționale.

Culoarea penajului: o soluție evolutivă „partajată”

Cea mai recentă cercetare asupra warblers a arătat că genele transferate între specii sunt strâns legate de colorarea penajului. Culorile intense – galben, portocaliu și roșu – sunt produse de pigmenți carotenoizi, pe care păsările nu îi pot sintetiza singure. Acești pigmenți sunt obținuți din hrană și apoi procesați chimic de organism, un mecanism complex care reprezintă o provocare evolutivă.

Una dintre cele mai importante este gena BCO2 (beta-caroten oxigenază 2), care a fost transferată de mai multe ori între diferite specii din această familie, uneori chiar în lanț, de la o specie la alta și apoi la o a treia.

Masculii folosesc culorile vii pentru a atrage femelele

Motivul pentru care aceste gene sunt atât de „căutate” pare să țină de selecția sexuală. Masculii folosesc culorile vii pentru a atrage femelele, iar un penaj mai intens indică o dietă mai bună și, implicit, o stare de sănătate superioară. Acest tip de afișaj este cunoscut în biologie drept un „semnal onest”, deoarece reflectă calitatea genetică a individului.

Dacă un mascul dobândește o genă care îi permite să proceseze carotenoizii mai eficient, acesta devine mai atractiv pentru femele și are șanse mai mari de reproducere. Astfel, gena respectivă se răspândește rapid în populație și, uneori, chiar dincolo de granițele speciei.

Cercetările asupra acestor păsări cântătoare arată că evoluția nu este un proces izolat pe ramuri separate, ci o rețea complexă de conexiuni genetice. Pe măsură ce oamenii de știință analizează tot mai multe genomuri, devine tot mai clar că firele evoluției sunt mult mai strâns împletite decât s-a crezut vreodată.

Sursa: theconversation.com