Розовые чечётки — высокогорные специалисты Колорадо, и учёные хотят понять почему

Альпинисты, поднимающиеся высоко в Скалистые горы Колорадо, вероятно, замечали птиц среднего размера коричнево-розового окраса, роющихся на снежниках в поисках насекомых и семян. Эти высокогорные специалисты — розовые чечётки, птицы, эволюционировавшие для выживания в одних из самых суровых мест Северной Америки.

Исследователи начинают раскрывать загадки, окружающие этих уникальных птиц, включая генетические основы, позволяющие им выживать на высотах до 14 000 футов и определяющие окраску их перьев.

Их выводы свидетельствуют, что три признанных североамериканских вида розовых чечёток — седоголовая, чёрная и буроголовая — могли эволюционировать в течение последних 250 000 лет, что является относительно коротким периодом в эволюционных масштабах.

Учёные представили подробности своей работы в новой статье, недавно опубликованной в журнале Evolution.

Понимание биоразнообразия

Фанк, как альпинист и турист, часто наблюдал розовых чечёток в горах Колорадо и Калифорнии. Эти птицы гнездятся как в высокогорных районах Скалистых гор и Сьерра-Невады, так и на уровне моря, например, вдоль побережья Аляски и на Алеутских и Прибыловых островах.

Помимо различий в местах обитания, у птиц различается окраска и рисунок перьев. У одних тело коричневое, у других — чёрное. У некоторых есть серое пятно на темени или на щеках, у других его нет.

Используя образцы крови и тканей из Музея Севера Университета Аляски, Денверского музея природы и науки и полевого исследования 2018 года, Фанк создал полногеномный набор данных, охватывающий весь географический ареал и все варьирующие наблюдаемые характеристики североамериканских розовых чечёток. Анализ выявил уникальные геномные области — и, возможно, конкретные гены, — которые, вероятно, играют роль в различиях признаков у птиц.

Например:

• Окраска: Генетические различия между птицами с серыми щечными пятнами и без них были найдены в области генома, влияющей на пигменты меланина, которые придают цвет перьям, волосам, коже и глазам.
• Высота: При сравнении птиц, гнездящихся на больших высотах, с теми, что гнездятся на уровне моря, были обнаружены генетические различия в области, содержащей гены, играющие роль в способности клетки функционировать при разном уровне кислорода.

Гены, связанные с признаками, расположены в разных областях генома птиц, что означает, что со временем они могут перетасовываться, образуя новые комбинации признаков. Это подтверждает теорию, что разные популяции розовых чечёток, вероятно, эволюционировали за относительно короткий период.

«Обычно мы думаем, что видообразование занимает много времени — порядка миллионов лет, — сказал Фанк. — Но если вся эта изменчивость уже существует внутри розовых чечёток, и геном способен рекомбинировать эти разные гены для создания новых комбинаций признаков, это потенциально может происходить гораздо быстрее».

Больше знаний — эффективнее охрана

Полученные данные углубляют понимание учёными биоразнообразия, а также могут помочь в принятии природоохранных решений в условиях антропогенного изменения климата.

Буроголовые розовые чечётки, обитающие в основном в Колорадо, переживают сокращение популяции, и Департамент парков и дикой природы Колорадо определил их как вид, наиболее нуждающийся в охране.

«Понимание того, что привело к быстрому возникновению этих различных фенотипов, как они связаны и какие генетические вариации лежат в их основе, позволяет нам лучше понять, насколько быстро эволюция может создавать различия, — сказал соавтор исследования Скотт Тейлор. — И, возможно, это понимание поможет нам лучше предсказать, как эти популяции могут отреагировать на сокращение численности или изменение окружающей среды в будущем».