For flere millioner år siden ankom en afkom af gruppen af sangfugle, der blev kendt som honningklæderne, til Hawaiiøerne. Fuglene divergerede i forskellige arter for at fylde en række nicher, der eksisterede på alt fra rydder til træssaft til nektar fra tropiske blomster. Men indtil for nylig vidste videnskabsmænd ikke nøjagtigt, hvordan de forskellige arter af honningcreeper, der i øjeblikket eksisterede, var relateret til hinanden - eller hvilken fugl fra fastlandet var deres nærmeste stamfar.
En ny undersøgelse af et team af Smithsonian-videnskabsmænd, der blev offentliggjort i Current Biology, har samlet dette puslespil og løst mysteriet. ”Denne stråling er en af de naturvidenskabelige skatte, som øgruppen byder på midt i Stillehavet, ” siger Dr. Heather Lerner, professor ved Earlham College, der arbejdede med studiet som postdoktorisk forsker ved Smithsonian Conservation Biology Institute med Rob Fleischer og Helen James.
De fleste arter af honningcreeper er farverige og synger en kanarilignende sang. Men ud over det er de bemærkelsesværdigt forskellige. ”Du har honeycreeper-arter, der er tilpasset nektarivory, mens andre spiser frø, frugt eller endda snegle, ” siger Lerner. "Du har nogle regningstyper, der bare er unikke blandt fugle."
Ligesom de berømte finker, som Darwin studerede på Galápagosøerne, har forskere længe betragtet honningkræderne som et lærebogeksempel på adaptiv stråling - en gruppe af arter, der udviklede sig til at udfylde en række nicher, når de ankom til et nyt levested. "Når du prøver at forstå al denne mangfoldighed, hvis du ikke forstår, hvordan og hvornår det udviklede sig, kan du virkelig ikke teste en masse hypoteser, " siger Lerner. "Filogenien - de individuelle forhold mellem arter - er grundlæggende."
For at begynde at sortere dette mysterium, indsamlede forskerteamet DNA-prøver fra en lang række fugle. Ud over at udtage prøver fra alle 18 levende honningkretsarter - og en gruppe, der for nylig var uddød - tog de DNA fra 28 fuglearter, der syntes at have fysiske egenskaber med honningcreepers eller har lignende intervaller.
Forskerne brugte derefter avancerede DNA-sekventeringsteknikker, hvoraf nogle er blevet udviklet i løbet af de sidste par år. Disse metoder var afgørende, fordi sortering af sammenfiltrede forhold mellem forskellige arter krævede en enorm mængde DNA for at finde fælles og forskelle i de genetiske koder. ”Vi ville have været i laboratoriet for evigt, hvis vi ikke havde brugt nogle nye teknologier, ” siger Lerner. ”Så hvad vi gjorde, i stedet for at kopiere måske 500 DNA-basepar ad gangen, eller 1000, gjorde vi 10.000 til 12.000 ad gangen. Det er en komplet revolution med hensyn til DNA-sekventering. ”
Forskerne undersøgte en række placeringer i DNA for at se efter variationer blandt arten. Graden af variation, der giver information om hvornår de forskellige arter var divergeret fra hinanden, fordi DNA har en tendens til at mutere med en bestemt hastighed over tid. Jo flere forskelle der findes mellem arter, jo længere siden divergerede deres evolutionære stier.
Holdets fund var lidt overraskende: Da det viste sig, var en stamfar til rosefinches, en gruppe af eurasiske fuglearter, den nærmeste slægtninge, der deles af alle Hawaii-honningcreeper-arter. Grundlæggerne fandt sandsynligvis ind på Hawaiiøerne en gang mellem 7, 2 og 5, 8 millioner år siden.
Hawaiis usædvanlige geologi spillede en rolle i den hurtige udvikling af mange honningcreeper arter, der fulgte. De vulkaniske øer har dannet sig en efter en over tid, da den tektoniske stilleplade i Stillehavet trækkes hen over et "hot spot" med magma, og hver nye ø gav en ny mulighed for kolonisering.
'Den timing, vi får fra vores kalibrering, tyder på, at de kom der omkring det tidspunkt, som Kaua'i dannede sig, «siger Fleischer. ”Men de begyndte ikke virkelig at fremskynde processen med opdeling i forskellige afstamninger, indtil øen Oahu dannede sig, da du nu pludselig havde en tom skifer med åben levesteder.” For mellem 4 millioner og 2, 5 millioner år siden analyserede DNA-analysen indikerer, at honningkrydsere gennemgik en hurtig periode med speciering, med forskellige arter, der udviklede nye regneformer og andre funktioner for at drage fordel af de mange nye tilgængelige nicher.
I de senere år har honningcreeper-arter lidt kraftigt af tab af levesteder og andre problemer, som menneskelig udvikling udgør, idet 38 arter er udryddet. Forskningsteamet planlægger at bruge disse DNA-analyseteknikker med prøver, der er taget fra uddøde museumsprøver for at se, hvor arten passer ind i det evolutionære slægtstræ.
