Vi har alltid haft fel om hur fåglar utvecklades

Sedan en tid tillbaka har vi vetat att fåglar egentligen är fågeldinosaurier, ättlingar till en grupp som överlevde Krita-Paleogenes massdöd. Vi vet också att fåglar började utvecklas så tidigt som de sista stadierna av Jura, tiotals miljoner år före händelsen som ledde till att alla icke-fågeldinosaurier dog. Trots detta är det möjligt att forskare alltid har sett fågelns släktträd från, så att säga, fel synvinkel. Åtminstone fram till idag.

Ett nytt fågelsläktträd

Allt börjar med Bird 10.000 Genomes-projektet, eller B10K, ett internationellt initiativ som syftar till att sekvensera genomen från över 10.000 fågelarter som finns idag. Inom ramen för detta projekt har två nyare studier tittat mer specifikt på fågelsläktträdet, med ett engagemang som saknar motstycke i historien. Forskarna undersökte de evolutionära förhållandena mellan 363 fågelarter under en period av 93 miljoner år och publicerade sina resultat i två olika tidskrifter: PNAS och Nature. Men vad säger dessa forskningar oss? Och varför definieras de som revolutionära? Av tre huvudsakliga skäl:

• Metodiken som används. Professor Siavash Mirarabs laboratorium på University of California har utvecklat en algoritm som kallas ASTRAL, som kan härleda evolutionära samband exakt och snabbt. I praktiken kan algoritmen analysera och integrera mycket genomisk data på väldigt kort tid.
• Kraften i beräkning. Mirarab-teamet kunde dra nytta av inte bara ASTRAL-algoritmen utan också datorkraften i San Diego Supercomputer Center på University of California. På så sätt var det möjligt att få märkbara resultat utan lång väntetid.
• Det nya fågelsläktträdet. Vi nämnde det: fåglar är fågeldinosaurier som överlevde massdöden för 66 miljoner år sedan, men det har alltid varit svårt att med säkerhet förstå hur deras utveckling inträffade. Åtminstone har det verkat så, fram till idag.

Forskning om fåglars arvsmassa

Pixabay

Detta är dock inte första försöket. En studie från 2014 hade redan fört fram fram en väldigt intressant hypotes enligt vilken fåglar kunde särskiljas i två olika grupper, ur en evolutionär synvinkel. På ena sidan fanns Columbea - columbiformes och flamingos, medan det i den andra fanns Passerea, alla andra fåglar. Studien genomfördes på genomen av 48 olika arter och verkade bekräfta några evolutionära teorier om nutidens fåglar.

De båda nyligen publicerade studierna ifrågasätter denna läsning, tack vare ASTRAL-algoritmen och San Diegos datorcenter. Faktum är att forskare analyserade genomerna av 363 fågelarter och upptäckte några genetiska anomalier som kunde förklara 2014 års resultat. Med hänsyn till dessa anomalier är det inte möjligt att dela upp fåglars utveckling i de två stora initiala grupperna. Flamingos skulle tvärtom ha separerat tidigt från de andra Neoaves, som sedan genomgick ytterligare differentiering.

Kort sagt, om flamingos och columbiformes verkar nära besläktade baserat på vissa områden av deras DNA, så är det enligt nya studier inte i de områden som betyder något. 

Från förr till nu: varför är det svårt att studera fåglarnas utveckling?

Med ett ord: fossiler. Fossileringen av små till medelstora varelser med ihåliga ben är mer komplex än normalt, och normal fossilering är redan extremt komplex. Av denna anledning kräver studier av fåglars utveckling studier av deras arvsmassa, därav vikten av B10K-projektet och studier som de som nyligen publicerats i PNAS och Nature.

De delar av genomet som har förblivit oförändrade i miljontals år, upptäckta hos Mirarab och teamet, har gjort det möjligt för oss att föra fram nya hypoteser om fåglarnas evolutionära historia, vilket förbättrat vår förståelse av dessa djur. Vidare visade de hur framtidens forskning tillhör avancerade algoritmer och datorcenter som klarar att göra det som en människa inte klarar. Vi är bara i början.