11 December 2014

I ett stort internationellt samarbete har forskare kartlagt hela arvsmassan hos 48 fågelarter och kan nu visa att en närmast explosionsartad utveckling i fåglarnas släktträd tog fart för 67 miljoner år sedan. Forskargrupperna har inriktat sig på olika aspekter av fåglarnas evolution och flera forskare från Uppsala universitet har arbetat med studierna.

Forskningssamarbetet The Avian Phylogenomics Consortium har hittills involverat fler än 200 forskare från 80 institutioner i 20 olika länder. I stort sett samtidigt publiceras nu 23 olika vetenskapliga artiklar från forskningen, bland annat i ett specialnummer av Science.



Analysen av den enorma datamängden i projektet har krävt insatser från fler än nio superdatorcentra i USA och Tyskland. Hela databasen över de 48 fågelarternas arvsmassor görs nu fritt tillgänglig för forskarsamhället.



Den viktigaste slutsatsen är att när dinosaurierna dog ut i samband med övergången från Krita till Tertiär för cirka 67 miljoner år sedan, så skedde en ”explosiv förgrening” bland fåglarna. En mängd nya nischer i naturen kunde fyllas när det inte längre fanns dinosaurier, och på så sätt utvecklades många olika fågelgrupper, berättar hans Ellegren, professor i evolutionsbiologi vid Uppsala universitet vars forskargrupp är delaktig i sex av de nya artiklarna. I gruppen har främst Alexander Suh och Claudia Weber arbetat med studierna.



Från att det bara fanns tre olika utvecklingslinjer bland fåglar för 70 miljoner sedan, så innebar den explosiva förgreningen en rekordsnabb utveckling av ett 30-tal släkten under bara cirka 10 miljoner år. Det kom till t ex duvor, doppingar, gökar, tranor, lommar, hackspettar och papegojor. 95 procent av alla ca 10,000 fågelarter som finns idag härstammar från denna explosiva förgrening.



Det släktträd över fåglarna som nu kan ritas upp innehåller flera överraskande fynd. Bland till exempel rovfåglar utgör örnar och gamar en egen grupp medan hökar, falkar faktiskt är närmare släkt med tättingar (småfåglar). I flera andra fall visar trädet att likartade utseenden inte alltid stämmer överens med ett nära släktskap.



Det nya släktträdet visar att flera egenskaper har utvecklas parallellt, oberoende av varandra, i olika fågelgrupper. Det viktigaste fyndet är att förmågan att minnas och kunna uttrycka olika ljud oberoende har kommit till inom tre fågelgrupper: papegojor, sångfåglar och kolibris. Dessa grupper kan höra och minnas andra fågelarters sång (eller andra djursarters ljud), och sedan härma dem. Det här är en egenskap som är mycket ovanlig i naturen och är bland däggdjuren huvudsakligen begränsad till människan. Genom att studera fågelhjärnan kan vi därför lära oss mer om minne och talförmåga hos människor.



Anders Ödeen, universitetslektor vid institutionen för ekologi och genetik vid Uppsala universitet, har tillsammans med Olle Håstad och Per Alström vid SLU studerat evolutionen av fåglars syn. Fåglars syn är bland den mest välutvecklade hos något djur och deras färgseende bland det mest avancerade bland ryggradsdjuren, till exempel med fler slags tappar än människor och med en förmåga att se UV.



Anders Ödeen och hans kollegor har studerat generna för opsiner, som bland annat styr vilka våglängder som synpigmenten i syncellerna är känsliga för, och därmed starkt påverkar hur till exempel färgsynen fungerar. I studien hittade de fler gener som kodar för opsiner hos fåglar än hos däggdjur. Överlag fann forskargruppen genetiska tecken på en historia av mer konserverande, så kallat stabiliserade naturligt urval på synpigmenten (alltså opsinerna) hos fåglar än hos däggdjur. Antagligen beror det på att fåglarnas betydligt mer avancerade färgseende lättare störs av isolerade förändringar av tapparnas känsligheter, än hos däggdjur, menar forskarna.



