Преди няколко милиона години прародител на групата на птичи птици, известна като пчелни птици, пристигна на Хавайските острови. Птиците се разклониха в различни видове, за да запълнят най-различни ниши, пресъздавайки всичко от бучки до дървесен сок до нектар от тропически цветя. Но доскоро учените не знаеха точно как различните видове медоносни растения, които съществуват в момента, са свързани помежду си - или коя птица от континента е най-близкият предшественик.
Ново проучване на екип от учени от Смитсони, публикувано в Current Biology, състави този пъзел и разреши мистерията. „Това лъчение е едно от естествените научни съкровища, които архипелагът предлага в средата на Тихия океан“, казва д-р Хедър Лернер, професор в колежа в Ърлхам, която работи върху изследването като докторантура в Института за опазване на биологията на Смитсън с Роб Флейшер и Хелън Джеймс.
Повечето видове медоносни растения са ярко оцветени и пеят песен, подобна на канарчетата. Но освен това, те са изключително разнообразни. „Имате видове медоносни растения, които са пригодени за нектариво, докато други ядат семена, плодове или дори охлюви“, казва Лернер. „Имате няколко вида сметки, които са само уникални сред птиците.“
Подобно на известните финки, които Дарвин е изучавал на островите Галапагос, учените отдавна смятат медоносите за пример на адаптивно излъчване - група от видове, които се развиват, за да запълнят различни ниши при пристигането си в ново местообитание. „Опитвайки се да разберете цялото това многообразие, ако не разбирате как и кога се е развило, вие наистина не можете да тествате много хипотези“, казва Лернер. „Филогенезата - индивидуалните взаимоотношения между видовете - са основни.“
За да започне да сортира тази мистерия, изследователският екип събра ДНК проби от голямо разнообразие от птици. В допълнение към вземането на проби от всички 18 живи видове медоносни зърна - и една наскоро изчезнала група - те взеха ДНК от 28 вида птици, за които изглежда, че споделят физически характеристики с медоносни растения или имат подобен обхват.
След това изследователите използваха авангардни техники за секвениране на ДНК, някои от които са разработени през последните няколко години. Тези методи са били от решаващо значение, тъй като за подреждането на заплетените взаимоотношения между различните видове е необходимо огромно количество ДНК, за да се открият общи и различия в генетичните кодове. „Бихме били в лабораторията завинаги, ако не бяхме използвали някои нови технологии“, казва Лернер. „Така че ние направихме, вместо да копираме може би 500 ДНК базови двойки наведнъж или 1000, направихме 10 000 до 12 000 наведнъж. Това е пълна революция по отношение на последователността на ДНК. "
Учените изследвали поредица от места в ДНК, за да търсят вариации сред видовете. Степента на вариация, предоставяща информация за това кога различните видове са се разминавали един от друг, защото ДНК има тенденция да мутира с определена скорост във времето. Колкото повече разлики съществуват между видовете, толкова по-отдавна еволюционните им пътища се разминават.
Констатациите на екипа бяха донякъде изненадващи: Както се оказа, прародител на розинките, група от евразийски видове птици, беше най-близкият роднина, споделян от всички видове хавайски медоносни растения. Основателите финци вероятно са имигрирали на Хавайските острови някъде между 7, 2 милиона и 5, 8 милиона години.
Необичайната геология на Хаваите играеше роля в бързото развитие на много видове медоносни растения, които последваха. Вулканичните острови се образуват един по един, тъй като Тихоокеанската тектонична плоча се влачи през „гореща точка“ на магмата и всеки нов остров предоставя нова възможност за колонизация.
„Времето, което получаваме от калибрирането ни, предполага, че те са стигнали до времето, в което се е формирал Кауаи“, казва Флейшер. „Но те всъщност не започнаха да ускоряват процеса на разделяне на различни линии, докато остров Оаху не се е образувал, когато сега изведнъж сте имали празен лист от открито местообитание.“ Между 4 и 2, 5 милиона години преди ДНК анализа сочи, че пчелите са претърпели бърз период на видообразуване, като различни видове развиват нови форми на сметки и други функции, за да се възползват от многото нови ниши.
През последните години видовете пчелни дървета страдат много от загуба на местообитания и други проблеми, породени от развитието на човека, като 38 вида изчезнаха. Изследователският екип планира да използва тези техники за анализ на ДНК с проби, взети от изчезнали музейни екземпляри, за да види къде видът се вписва в еволюционното родословно дърво.
