Fåglarnas Big Bang kartlagd i internationellt mastodontprojekt med svensk medverkan

En analys av hela arvsmassan hos 48 fågelarter visar att en närmast explosionsartad utveckling i fåglarnas släktträd tog fart för 66 miljoner år sedan. Släktträdet bekräftar många släktskapsteorier som tidigare har ifrågasatts, och bjuder även på nya överraskningar. Bakom studien står en stor internationell forskargrupp, med medverkan från SLU och Uppsala universitet.

Ett stort team av forskare från många olika länder och institutioner, inklusive Sveriges lantbruksuniversitet och Uppsala universitet, publicerar idag i ett specialnummer av Science sammanlagt åtta artiklar baserade på analyser av 48 fågelarters och tre krokodilarters hela DNA.

Dessa fåglar representerar de stora utvecklingslinjerna inom fåglarnas släktträd, t.ex. strutsfåglar, andfåglar, hönsfåglar, dagrovfåglar, ugglor, tranor, storkar, vadarfåglar, flamingor, pingviner, duvor, gökar, kolibrier, hackspettar, papegojor och tättingar. Analyserna visar att alla grupper utom strutsfåglar och tinamoer (stubbstjärtshöns) utvecklades explosionsartat från och med ca 66 miljoner år sedan. Detta sammanföll med massutdöendet av dinosaurier, och det är möjligt att detta banade väg för fåglarnas snabba utveckling genom att konkurrensen från andra dinosaurier minskade. Släktträdet bekräftar många tidigare kontroversiella resultat, som att falkar är närmare släkt med tättingar än med örnar, och att papegojorna är tättingarnas närmaste släktingar. Det visar även ett antal överraskningar, som att flamingor och doppingar plus duvor, flyghönor och duvrallar (som bara finns på Madagaskar) tillsammans bildar en av de två huvudgrenarna i "kronan" på släktträdet.

Trots den hittills oöverträffade mängden analyserade DNA-data så är några få släktskapsförhållanden fortfarande osäkra, såsom placeringen av den säregna hoatzin från Amazonas. Analyserna avslöjade även att studier av proteinkodande gener kan ge missvisande resultat när det gäller släktskapsförhållanden, och istället grupperar arter utifrån levnadsförhållanden.

Studien visade även att fåglar jämfört med de flesta andra ryggradsdjur har färre gener, färre repeterade element och mindre variation i organisationen av gener. Flera andra jämförelser av bl.a. skelett-, muskel-, fjäder-, syn- och tandgener visade på intressanta skillnader mellan fåglar och andra grupper av ryggradsdjur.

Analysen av den enorma datamängden i denna studie har krävt insatser från fler än nio superdatorcentra i USA och Tyskland.

Projektet har pågått i fyra år under ledning av Guojie Zhang från National Genebank vid BGI i Kina och Köpenhamns universitet, Erich D. Jarvis från Duke University och the Howard Hughes Medical Institute, USA och M. Thomas P. Gilbert från Danmarks naturhistoriska museum. Från SLU har två forskare deltagit: Per Alström från ArtDatabanken och Olle Håstad från institutionen för anatomi, fysiologi och biokemi. SLU-forskare medverkar i två av Science-artiklarna.

------------------------------------------------------------

Artiklar där SLU-forskare medverkar

Zhang m.fl. Comparative Genomics Reveals Insights into Avian Genome Evolution and Adaptation. DOI:10.1126/science.1251385

Jarvis m.fl. Whole Genome Analyses Resolve the Early Branches to the Tree of Life of Modern Birds. DOI:10.1126/science.1253451

Mer information
Professor Per Alström
070-454 69 65, per.alstrom@slu.se
Anställd som taxonom vid ArtDatabanken, SLU. Forskar på taxonomi, systematik och evolution hos fåglar, i synnerhet asiatiska tättingar.
http://www.slu.se/per-alstrom-research
http://www.slu.se/per-alstrom
https://www.researchgate.net/profile/Per_Alstroem

Dr Olle Håstad
070-810 64 73, olle.hastad@slu.se
Forskar på evolutionär sinnesekologi vid SLU:s institution för anatomi, fysiologi och biokemi, med fokus på hur världen ser ut för fåglar och hur fåglar ser ut för varandra.

Länk till pressbilder (på SLU:s web) till nedanstående bildtexter:

• Turakoer, trappar och gökar har enligt den nya studien i Science överraskande visat sig vara nära släkt med varandra. (Knysnaturako Tauraco corythaix, sydlig tofstrapp Lophotis ruficrista, båda från Sydafrika, foton Per Alström, och gök Cuculus canorus, Sverige, foto Hans Bister)
• Enligt den nya studien i Science bildar doppingar och flamingor samt duvor och flyghönor två par av närbesläktade fåglar som dessutom tillsammans bildar en närbesläktad grupp. (Svarthakedopping Podiceps auritus, foto Anders Isaksson; flamingo Phoenicopterus roseus, foto Göran Ekström; tvåbandad flyghöna Pterocles bicinctus, foto Per Alström; stenduva Columba rupestris, foto Per Alström)