A madárfajok rokonsági viszonyait térképezi fel új családfájuk
A madarak megjelenésében és viselkedésében megfigyelhető hasonlóságok és különbségek régóta arra ösztönzik a kutatókat, hogy kiderítsék a fajok közötti rokonsági kapcsolatokat. A ma élő madárcsaládok legújabb törzsfája új megvilágításba helyezi több tízmillió éves fejlődésüket. A Nature folyóiratban frissen megjelent kutatásából az is kiderül, hogy a madarak agya testméretükhöz képest nagyobb lett az idők során.
A madarak rendszerezése, a fajok rokonsági viszonyainak kiderítése hosszú múltra tekint vissza és sok változáson ment keresztül. A korábbi madártörzsfák főként a testfelépítés jellegzetességein alapultak, azonban az utóbbi évtizedekben a genetikai módszerek kerültek az előtérbe és új távlatokat nyitottak a madárfajok kialakulásának megismerésében. A most publikált törzsfát 363 faj teljes genetikai anyagának ismeretében (a genom szekvenciaadatainak összegyűjtésével) állították össze, ami 218 rendszertani családot, az összes madárcsalád 92%-át képviseli. A genetikai adatokat olyan tulajdonságokkal, például a test- és agymérettel vetették össze, amelyek viselkedési és ökológiai tulajdonságokhoz kapcsolódnak.
1. ábra. A vizsgálatban szereplő 363 madárfaj kapcsolatait mutató törzsfa. Néhány nagyobb csoport helyzetét az ágak színezése jelöli, nevüket a számozott rajzok mutatják. A dinoszauruszok kihalási idejét a "K-Pg boundary" feliratú szaggatott vonal jelzi (forrás: Stiller et al. 2024)
A kutatás a Bird 10 000 Genomes (B10K) projekt részét képezi, amely célul tűzi ki valamennyi ma élő madárfaj genomjának feltérképezését. A projektet Josefin Stiller (University of Copenhagen, Dánia), Siavash Mirarab (University of California, USA) és Guojie Zhang (Zhejiang University, Kína) vezetik. A vizsgálatban két magyar kutató, Liker András (Pannon Egyetem) és Székely Tamás (Debreceni Egyetem és University of Bath) is részt vett.
A tanulmány végigköveti a madarak törzsfejlődését a dinoszauruszok korában élt első korai madaraktól a mai modern fajokig. A korábbi elképzelésekkel összhangban ez a vizsgálat is igazolta, hogy elsőként a futómadár-szabásúak (Palaeognathae; pl. strucc, kazuár, tinamu) csoportja alakult ki, ezt követte a tyúkalakúak és lúdalakúak (együttesen Galloanseres) megjelenése. Valamivel később vált külön az összes többi madárcsaládot egyesítő harmadik nagy ág, a Neoaves fejlődése. A törzsfa fosszíliák segítségével végzett időbeli kalibrálása szerint a Neoaves-be tartozó madárfajok száma robbanásszerűen megnőtt a dinoszauruszokat elpusztító, 66 millió évvel ezelőtti tömeges kihalási esemény után. Az új madárfajok kialakulásának fő hajtóerejét ekkor az jelentette, hogy betölthették azokat az üres ökológiai élettereket (niche-ket), amelyek a földi élet jelentős részének kipusztulása után keletkeztek.
A minden korábbinál részletesebb genetikai adatok és elemzési módszerek révén a legtöbb faj (és az általuk képviselt családok, rendek) nagy megbízhatósággal elhelyezhető a törzsfán, tükrözve a különböző madárcsoportok filogenetikai kapcsolatait. Azonban néhány csoport helyzetét még ennek a nagyfelbontású vizsgálatnak sem sikerült egyértelműen tisztázni. Ilyen például a Dél-Amerikában élő hoacin (vagy búbostyúk; Opisthocomiformes rend), aminek a besorolása már több mint egy évszázada teszi próbára a madarakat rendszerező tudósokat.
2. ábra. A vizsgálatban szereplő madárrendek rokonsági kapcsolatai a genetikai adatok alapján. Az eltérő színekkel és számozással jelölt nagyobb csoportok megegyeznek az 1. ábrával (forrás: Stiller et al. 2024)
A kutatás azt is megmutatta, hogy a madárfajok átlagos testmérete az idők során kisebb lett, azonban az agyméretben gyors növekedés következett be, amely a mai napig tart. Ez a kognitív képességek kifejlődésére utal - a madarak valószínűleg intelligensebbé váltak az idők során. A nagyméretű agy összefügghet az összetett társas viselkedés, a lenyűgöző változatosságú madárének, és egyes fajokban a kifinomult eszközhasználat megjelenésével is.
A kutatók azt is megvizsgálták, hogy a különböző mintavételi módszerek milyen hatással vannak a törzsfa pontosságára. A vizsgálatban használt 150 000 genom régió elemzése azt mutatja, hogy mind a nagy mennyiségű genetikai adat, mind a taxonómiai változatosság nagy részét lefedő fajkészlet fontos a nagyjából 10 000 ma élő madárfaj evolúciós történetének pontos feltérképezéséhez. A genom kisebb részletei, például egyes kromoszómák vagy fehérjéket kódoló gének gyakran nagyon különböző törzsfákat eredményeznek. Valószínűleg ez magyarázza, hogy az ilyen, rövidebb genomi részeket használó vizsgálatok miért vezetnek ellentmondásos eredményekhez.
A most elkészült törzsfa minden korábbinál pontosabb és megbízhatóbb képet ad a madarak hosszú evolúciós történetéről, és alapul szolgálhat a többi ma élő madárfaj rokonsági viszonyainak feltérképezéséhez.
Az angol nyelvű teljes tanulmány itt érhető el >>
