_ O bucată înghețată de genomul rescrie înțelegerea noastră despre evoluția păsărilor

Un meteorit enorm a spus un dezastru pentru majoritatea dinozaurilor în urmă cu 65 de milioane de ani. Dar nu tot. În urma evenimentului dispariției, păsările – din punct de vedere tehnic, dinozaurii înșiși – au înflorit.

Oamenii de știință au petrecut secole încercând să organizeze și să sorteze aproximativ 10.000 de specii de păsări într-un singur arbore genealogic clar pentru a înțelege cum s-au umplut ultimii dinozauri supraviețuitori. cerurile. Secvențierea ADN-ului ieftin ar fi trebuit să simplifice acest lucru, așa cum a făcut-o pentru nenumărate alte specii.

Dar păsările erau pregătite să ne înșele.

Într-o pereche de noi lucrări de cercetare publicate la 1 aprilie, oamenii de știință dezvăluie că un alt eveniment de acum 65 de milioane de ani i-a indus în eroare cu privire la adevărata istorie a familiei păsărilor. Ei au descoperit că o secțiune a unui cromozom a petrecut milioane de ani înghețată în timp și a refuzat să se amestece cu ADN-ul din apropiere așa cum ar fi trebuit.

Această secțiune, doar 2% din genomul păsării, a convins oamenii de știință că majoritatea păsărilor ar putea fi grupate în două mari categorii, cu flamingo și porumbei ca veri evolutivi. Arborele genealogic mai precis, care explică secțiunea înșelătoare a genomului, identifică patru grupuri principale și identifică flamingii și porumbeii ca fiind rude mai îndepărtate.

„Laboratorul meu a eliminat această problemă a evoluției păsărilor. pentru mai mult decât vreau să mă gândesc”, a spus Edward Braun, Ph.D., autorul principal al lucrării publicate în Proceedings of the National Academy of Sciences și profesor de biologie la Universitatea din Florida. „Nu aveam idee că va exista o mare parte din genom care se comportă neobișnuit. Ne-am cam dat peste ea.”

Braun a supravegheat o echipă internațională de colaboratori condusă de Siavash Mirarab, profesor de inginerie informatică. la Universitatea din California San Diego, pentru a-și publica dovezile că această bucată lipicioasă de ADN a tulburat adevărata istorie a evoluției păsărilor. Mirarab și Braun au contribuit, de asemenea, la o lucrare însoțitoare publicată în Nature care prezintă arborele genealogic actualizat al păsărilor, care a fost condus de Josefin Stiller de la Universitatea din Copenhaga.

Ambele lucrări fac parte din proiectul B10K de genomică aviară condus de de Guojie Zhang de la Universitatea Zhejiang, Erich Jarvis de la Universitatea Rockefeller și Tom Gilbert de la Universitatea din Copenhaga.

Acum zece ani, Braun și colaboratorii săi au creat un arbore genealogic pentru Neoaves, un grup care include marea majoritate a speciilor de păsări. Pe baza genomului a 48 de specii, ei au împărțit Neoaves în două mari categorii: porumbei și flamingo într-un grup, restul în celălalt. La repetarea unei analize similare anul acesta, folosind 363 de specii, a apărut un arbore genealogic diferit care a împărțit porumbeii și flamingo în două grupuri distincte.

Cu doi arbori genealogic care se exclud reciproc, oamenii de știință au plecat la vânătoare pentru explicații conform cărora le-am putut spune care arbore este corect.

„Când ne-am uitat la genele individuale și la ce arbore au susținut, dintr-o dată a apărut că toate genele care susțin arborele mai bătrân sunt toate într-un singur loc. Acesta este ceea ce a început totul", a spus Braun.

Investigând acest loc, echipa lui Braun a observat că nu a fost atât de amestecat pe cât ar fi trebuit de-a lungul a milioane de ani de reproducere sexuală. La fel ca oamenii, păsările combină genele de la un tată și o mamă în generația următoare. Dar păsările și oamenii deopotrivă amestecă mai întâi genele pe care le-au moștenit de la părinți atunci când au creat spermatozoizi și ovule. Acest proces se numește recombinare și maximizează diversitatea genetică a unei specii, asigurându-se că nu există doi frați la fel.

Echipa lui Braun a găsit dovezi că o secțiune a unui cromozom de pasăre a suprimat acest proces de recombinare pentru o perioadă de timp. câteva milioane de ani în jurul perioadei în care dinozaurii au dispărut. Nu este clar dacă evenimentul de extincție și anomaliile genomice sunt legate.

Rezultatul a fost că flamingo și porumbei arătau asemănători unul cu celălalt în această bucată de ADN înghețat. Dar ținând cont de întregul genomul, a devenit clar că cele două grupuri sunt mai îndepărtate înrudite.

„Ceea ce este surprinzător este că această perioadă de recombinare suprimată ar putea induce în eroare analiza”, a spus Braun. „Și pentru că ar putea induce în eroare analiza, a fost de fapt detectabil peste 60 de milioane de ani în viitor. Aceasta este partea tare.”

Un astfel de mister ar putea fi pândit și în genomul altor organisme.

„Am descoperit această regiune înșelătoare la păsări, deoarece am investit multă energie în secvențierea genomului păsărilor”, a spus Braun. „Cred că există cazuri ca acesta pentru alte specii care pur și simplu nu sunt cunoscute acum.”

(Fluierul)