Учёные описали первый гибридный вид птиц из Амазонии
Исследователи из Университета Торонто в Скарборо описали первый известный гибридный вид птиц, обнаруженный в тропических лесах Амазонии.
С помощью серии генетических и других тестов команда установила, что золотоголовый манакин — впервые обнаруженный в Бразилии в 1957 году и вновь увиденный только в 2002 — на самом деле является гибридным видом.
«В то время как гибридные виды растений очень распространены, гибридные виды среди позвоночных чрезвычайно редки», — отмечает старший автор исследования доцент Джейсон Уир.
Гибридный вид формируется, когда два родительских вида спариваются, давая гибридную популяцию, которая затем перестаёт свободно скрещиваться с родительскими видами. В данном случае родителями являются белошапочный манакин, названный так из-за ярких белоснежных перьев на темени, и опалоголовый манакин, чьё название связано с блестящими переливчатыми перьями на голове.
Уир и его команда, включая ведущего автора и бывшего аспиранта Альфредо Баррера-Гусмана, собрали генетические и перьевые образцы во время двух отдельных полевых поездок в Бразилию. Они смогли секвенировать большую часть генома золотоголового манакина, включая 16 000 различных генетических маркеров, и обнаружили, что около 20% его генома происходит от белошапочного, а около 80% — от опалоголового манакина.
Исследователи также использовали коалесцентное моделирование, чтобы выяснить, когда золотоголовый манакин отделился от родительских видов. Они определили, что это произошло около 180 000 лет назад, когда два родительских вида изначально спарились, и что сами родительские виды разошлись от общего предка около 300 000 лет назад, что делает все три вида очень молодыми по меркам Амазонки.
«Большинство видов амазонских птиц отделились от своего ближайшего родственника около 1,5–4 миллионов лет назад, так что по сравнению с ними это все молодые птицы», — говорит Уир, эксперт по биоразнообразию птиц Нового Света.
Самец золотоголового манакина обладает уникальными жёлтыми перьями на темени, которые гораздо тусклее, чем у родительских видов. Чтобы изучить эту необычную характеристику, исследователи с помощью электронного микроскопа детально изучили структуру кератина в перьях темени у всех трёх видов птиц. У двух родительских видов структура кератина, отвечающего за создание высокоотражающих цветов, помогающих самцам привлекать самок в тёмных лесных зарослях, сильно различается. У золотоголового манакина обнаружилась смешанная структура кератина от обоих родительских видов.
«У золотоголового манакина в итоге оказалась промежуточная структура кератина, которая плохо справляется с созданием ни ослепительной белизны, ни отражающей переливчатости родительских видов», — поясняет Уир.
Вероятно, из-за своей структуры кератина золотоголовый манакин изначально имел более тусклые белые или серые перья, но в итоге эволюционировал в сторону жёлтых перьев как альтернативного способа привлечения самок. Результатом стал уникально окрашенный вид.
Золотоголовый манакин обитает на территории южно-центральной Амазонии площадью примерно 200 км² и в значительной степени отделён от ареалов обитания белошапочного и опалоголового манакинов широкими реками, которые птицы неохотно пересекают. Как отмечает Уир, своим выживанием в качестве вида он, вероятно, обязан географической изоляции от родительских видов в какой-то момент прошлого ледникового периода, когда площадь тропических лесов сократилась, а широкие реки образовали естественные барьеры.
«Без географической изоляции этого, скорее всего, никогда бы не произошло, потому что в других местах, где встречаются оба родительских вида, вы не видите, чтобы гибриды эволюционировали в отдельный вид».
В природе существуют некоторые потенциальные кандидаты в гибридные виды, например, красный волк восточной части Северной Америки, возможно, являющийся гибридом койота и серого волка. И хотя гибриды двух видов в природе встречаются, как отмечает Уир, в большинстве случаев у них не развиваются уникальные черты, чтобы стать отдельным видом.
«Именно это делает золотоголового манакина таким уникальным животным», — заключает он.
Исследование будет опубликовано в журнале Proceedings of the National Academy of Science (PNAS).