Окраска древесных славок сформировалась эволюцией двумя разными путями
Два гена, важных для разнообразной окраски и узоров оперения древесных славок, эволюционировали через два очень разных процесса. Эти эволюционные процессы могут объяснить быстрое видообразование этих певчих птиц.
"Древесные славки — невероятно красочная и разнообразная группа птиц, насчитывающая более ста видов", — говорит Марселла Байц, первый автор статьи. Чтобы лучше понять это видовое излучение, учёные изучили генетические области, связанные с окраской оперения, в рамках рода Setophaga.
Исследователи секвенировали геномы всех 34 видов рода Setophaga и построили филогенетическое дерево. Затем они сосредоточились на девяти близкородственных парах "видов-сестёр", чтобы понять общие эволюционные процессы.
Исследование двух генов окраски
Ген ASIP (Agouti-signaling protein): Участвует в выработке пигмента меланина, отвечающего за коричневую и чёрную окраску. У видов-сестёр с различиями в чёрно-коричневом оперении были обнаружены генетические различия вблизи этого гена. Эволюционное дерево, построенное на основе региона гена ASIP, совпало с общегеномным филогенетическим деревом. Это указывает, что различия в ASIP возникли в результате независимых мутаций у разных видов — классический эволюционный путь.
Ген BCO2 (beta-carotene oxygenate 2): Участвует в производстве каротиноидных пигментов, дающих ярко-жёлтую, красную и оранжевую окраску. Эволюционное дерево для BCO2 не совпало с общегеномным. Исследователи предполагают, что причиной является интрогрессия — обмен генами между уже разделившимися видами через гибридизацию.
Роль интрогрессии
Учёные обнаружили признаки древней интрогрессии по гену BCO2 у двух пар далёких в целом видов: желтогрудого и магнолиевого лесного певуна, а также лугового и вителинового лесного певуна — всех видов с яркой каротиноидной окраской.
"Одна из возможностей — версия гена BCO2 от магнолиевого певуна была интрогрессирована желтогрудому певуну, и это 'новое для них' изменение привело к более широкому отложению каротиноидов в перьях", — отмечает Дэвид Тоус, руководитель исследования.
Это один из первых примеров переноса гена каротиноидов среди позвоночных. Результаты показывают, что как интрогрессия, так и стандартный путь эволюции через мутации сыграли роль в формировании разнообразия окраски и могли способствовать быстрому видообразованию славок.
В будущем исследователи планируют связать конкретные мутации с изменениями в окраске, изучить молекулярные пути производства пигментов и расширить работу на все 110 видов славок.