Poplątane ścieżki ewolucji ptaków

Ewolucja ptaków była o wiele bardziej skomplikowana, niż dotychczas sądzili naukowcy. Powstawanie nowych gatunków i szybkie przystosowywanie się do zmieniającego się środowiska miało miejsce wielokrotnie w historii.

Gatunki uznawane do dzisiaj za pokrewne w rzeczywistości nie mają ze sobą wiele wspólnego i odwrotnie: powiązania między gatunkami mają miejsce tam, gdzie naukowcy się tego najmniej spodziewali. Dzisiejsze wydanie magazynu „Science” publikuje podsumowanie wielkiego badania genetycznego skrzydlatych mieszkańców naszego globu. Zespół naukowców amerykańskich z różnych ośrodków badawczych w ramach programu koordynowanego przez ornitologów z Field Museum of Natural History w Chicago przebadał próbki DNA 169 gatunków ptaków należących do wszystkich większych grup tych zwierząt żyjących obecnie na Ziemi. Testy materiału genetycznego trwały ponad pięć lat.

– Nasze poszukiwania związków ewolucyjnych były możliwe dzięki zdobyczom technologii badawczej, jaka pojawiła się w ciągu ostatnich kilku lat – powiedziała Shannon Hacket z Field Museum, jedna z głównych autorek artykułu w „Science”. – Zgromadziliśmy masę danych, które pozwalają na odtworzenie skomplikowanego drzewa ewolucyjnego ptaków.

Rezultaty tych prac są tak różne od dotychczasowej wiedzy, że na dobrą sprawę wiele gatunków ptaków powinno być nazwane inaczej niż dotychczas, a podręczniki dla podglądaczy ptaków napisane na nowo.

Główne wnioski, jakie płyną z badań, są następujące: Ptaki adaptowały się do najróżniejszych warunków środowiskowych wielokrotnie w różnych okresach ewolucji. Te, które dziś żyją w wodzie, np.rodzina faetonowatych czy perkozy, nie mają wspólnych przodków żyjących miliony lat temu gdzieś nad wodami. A gatunki związane z lądem, takie jak rodzina turakowatych, gołębiowatych, czy stepówkowatych, nie pochodzą od jednej grupy ptaków bytujących nad pralądami.

Zwyczaje (np. nocny tryb życia, czy drapieżność, upodobanie do bytowania nad brzegami oceanów) to cechy, które wykształcały się wielokrotnie podczas ewolucji.

Na przykład, wbrew oczekiwaniom, kolorowy aktywny za dnia koliber pochodzi od jakiegoś szarego nocnego ptaka z rodziny lelkowatych. Jastrzębie i orły nie są blisko spokrewnione z sokołami. Faetonowate, rodzina ptaków oceanicznych z rzędu pełnopłetwych, nie są wcale blisko spokrewnione z pelikanami.

– Nasze badania przekonały nas o dwóch podstawowych sprawach: po pierwsze, nie można dowierzać własnym oczom. Ptaki, które wyglądają bardzo podobnie, niekoniecznie muszą być ze sobą spokrewnione – powiedziała Sushma Reddy, druga z autorek raportu. – Po drugie: poglądy na temat wielu gatunków, ich ewolucji i pokrewieństwa z innymi grupami są nic niewarte.

Powstawanie nowych gatunków skrzydlatych stworzeń i szybka adaptacja do środowiska miały miejsce wielokrotnie

Ewolucja ptaków jest trudna do zbadania. Większość gatunków rozwinęła się stosunkowo szybko (w czasie liczonym w milionach lat) podczas gwałtownego rozwoju latających stworzeń w okresie pomiędzy 65 a 100 mln lat temu.

Rezultatem tego szybkiego różnicowania się gatunków było pojawienie się wielu grup ptaków wyglądających podobnie, których nie łączą żadne bezpośrednie związki pokrewieństwa. Naukowcy nie znają także form pośrednich, a określenie związków ewolucyjnych pomiędzy nimi jest bardzo trudne.

Wiele dotychczasowych opracowań na temat ewolucji ptaków przynosiło sprzeczne ze sobą wyniki. Nowe badania obalają większość poglądów na temat ewolucji, które dotychczas wydawały się pewne. Na przykład, że skrzydlaci mieszkańcy wybrzeży morskich są jedną ewolucyjną grupą, która w dodatku dała początek wszystkim współczesnym ptakom.

– Teraz mamy bogate drzewo ewolucyjne ptaków. Na tej podstawie naukowcy i amatorzy mogą prowadzić dalsze studia nad pochodzeniem, rozwojem i pokrewieństwem poszczególnych gatunków – powiedziała Reddy.

dr Łukasz Rejt, adiunkt w Pracowni Badań Ornitologicznych w Muzeum i Instytucie Zoologii w Warszawie

Rz: Czy u ptaków łatwo można dostrzec przystosowania do życia w innym niż pierwotne środowisku?

dr Łukasz Rejt:

To normalne, że różne grupy zwierząt zmieniają środowisko życia i przystosowują się do nowych warunków. Ptaki z odmiennych środowisk, które przeniosły się do miasta, musiały nauczyć się pewnych określonych zachowań: zaakceptować obecność człowieka czy zacząć budować gniazda w budynkach. Ciekawym przykładem przystosowania do życia w mieście jest pustułka. Ptak ten w środowisku naturalnym poluje na zwierzęta naziemne, a tymczasem w mieście zaczął chwytać przede wszystkim drobne ptaki, mimo że jego krótkie palce są do tego słabo przystosowane. Braki te nadrabia koncepcją ataku na ofiarę podobną do tej, jaką prezentują m.in. drzemliki czy krogulce. Być może za kilkaset tysięcy lat ptak ten będzie wyglądał jak drzemlik, mały sokół mający krótki ogon i długie palce pomocne w polowaniu na ptaki.