Πριν από μερικά εκατομμύρια χρόνια, ένας πρόγονος της ομάδας των χορευτικών πτηνών που ήταν γνωστή ως honeycreepers έφτασε στα νησιά της Χαβάης. Τα πουλιά αποκλίνουν σε διαφορετικά είδη για να γεμίσουν μια ποικιλία από κόγχες, που υφίστανται σε όλα, από τις θάμνοι στο χορτάρι δέντρων σε νέκταρ από τροπικά λουλούδια. Αλλά μέχρι πρόσφατα, οι επιστήμονες δεν ήξεραν ακριβώς πώς τα διάφορα είδη μελισσοκομίας που υπάρχουν σήμερα συσχετίζονται μεταξύ τους - ή ποιο πουλί από την ηπειρωτική χώρα ήταν ο πλησιέστερος πρόγονος τους.
Μια νέα μελέτη από μια ομάδα επιστημόνων της Smithsonian, που δημοσιεύτηκε στην Current Biology, συνέδεσε μαζί αυτό το παζλ και επέλυσε το μυστήριο. "Αυτή η ακτινοβολία είναι ένας από τους φυσικούς επιστημονικούς θησαυρούς που προσφέρει το αρχιπέλαγος στη μέση του Ειρηνικού", λέει ο καθηγητής Earlham College, Heather Lerner, ο οποίος εργάστηκε στη μελέτη ως μεταδιδακτορικός ερευνητής στο Smithsonian Conservation Biology Institute με τους Rob Fleischer και Helen James.
Τα περισσότερα είδη honeycreeper έχουν έντονο χρώμα και τραγουδούν ένα τραγούδι που μοιάζει με καναρίνι. Αλλά πέρα από αυτό, είναι εξαιρετικά διαφορετικές. "Έχετε είδη μελισσοκομίας προσαρμοσμένα για νεκταρίνιους, ενώ άλλοι τρώνε σπόρους, φρούτα ή ακόμα και σαλιγκάρια", λέει ο Lerner. "Έχετε κάποιους τύπους λογαριασμών που είναι μοναδικοί μεταξύ των πτηνών".
Όπως και οι περίφημοι σκαρφαλώνες που μελέτησε ο Δαρβίνος στα νησιά Γκαλαπάγκος, οι επιστήμονες έχουν θεωρήσει εδώ και πολύ καιρό ως ένα βιβλίο παράδειγμα προσαρμοστικής ακτινοβολίας - μια ομάδα ειδών που εξελίχθηκαν για να γεμίσουν μια ποικιλία από κόγχες κατά την άφιξή τους σε ένα νέο βιότοπο. «Προσπαθώντας να καταλάβετε όλη αυτή την ποικιλομορφία, εάν δεν καταλαβαίνετε πώς και πότε εξελίχθηκε, δεν μπορείτε πραγματικά να δοκιμάσετε πολλές υποθέσεις» λέει ο Lerner. "Η φυλογενία - οι ατομικές σχέσεις μεταξύ των ειδών - είναι θεμελιώδεις".
Για να αρχίσει η διαλογή αυτού του μυστηρίου, η ερευνητική ομάδα συγκέντρωσε δείγματα DNA από μια μεγάλη ποικιλία πουλιών. Εκτός από τη δειγματοληψία και των 18 ζωντανών ειδών μελισσοκομίας - και μιας πρόσφατα εξαφανισμένης ομάδας - πήραν DNA από 28 είδη πτηνών που φαίνεται ότι μοιράζονται φυσικά χαρακτηριστικά με honeycreepers ή έχουν παρόμοια εμβέλεια.
Στη συνέχεια, οι ερευνητές χρησιμοποίησαν τεχνικές αιχμής DNA, μερικές από τις οποίες έχουν αναπτυχθεί τα τελευταία χρόνια. Αυτές οι μέθοδοι ήταν κρίσιμες, διότι η διαλογή των μπερδεμένων σχέσεων μεταξύ διαφόρων ειδών απαιτούσε μια τεράστια ποσότητα DNA για να βρεθούν κοινότητες και διαφορές στους γενετικούς κώδικες. «Θα είμαστε στο εργαστήριο για πάντα αν δεν είχαμε χρησιμοποιήσει κάποιες νέες τεχνολογίες», λέει ο Lerner. "Επομένως, αυτό που κάναμε είναι ότι, αντί να αντιγράψουμε ίσως 500 ζεύγη βάσεων DNA τη φορά, ή 1000, κάναμε 10.000 με 12.000 κάθε φορά. Είναι μια πλήρη επανάσταση όσον αφορά την αλληλούχιση του DNA. "
Οι επιστήμονες εξέτασαν μια σειρά τοποθεσιών στο DNA για να αναζητήσουν παραλλαγές μεταξύ των ειδών. Ο βαθμός διαφοροποίησης παρέχει πληροφορίες σχετικά με το πότε τα διάφορα είδη είχαν αποκλίνει το ένα από το άλλο, διότι το DNA τείνει να μεταλλάσσεται με σταθερό ρυθμό με την πάροδο του χρόνου. Όσο περισσότερες διαφορές υπάρχουν μεταξύ των ειδών, τόσο πιο πριν οι εξελικτικές πορείες τους αποκλίνουν.
Τα ευρήματα της ομάδας ήταν κάπως περίεργα: Όπως αποδείχθηκε, ένας από τους προγόνους των rosefinches, μιας ομάδας ευρασιατικών ειδών πουλιών, ήταν ο πιο κοντινός συγγενής όλων των ειδών της Hawaiian honeycreeper. Οι κηπουροί ιδρυτές πιθανόν μετανάστευσαν στα νησιά της Χαβάης κάποια στιγμή μεταξύ 7, 2 εκατομμυρίων και 5, 8 εκατομμυρίων ετών πριν.
Η ασυνήθιστη γεωλογία της Χαβάης διαδραμάτισε ρόλο στην ταχεία εξέλιξη πολλών ειδών μελισσοκομίας που ακολούθησαν. Τα ηφαιστειακά νησιά έχουν σχηματιστεί μία προς μία με την πάροδο του χρόνου, καθώς η τεκτονική πλάκα του Ειρηνικού μεταφέρεται σε ένα «καυτό σημείο» του μάγματος και κάθε νέο νησί παρείχε μια νέα ευκαιρία για αποικισμό.
«Η χρονική στιγμή που λαμβάνουμε από τη βαθμονόμησή μας δείχνει ότι έφτασαν εκεί περίπου την εποχή που σχηματίστηκε το Kaua'i», λέει ο Fleischer. "Αλλά δεν ξεκίνησαν πραγματικά να επιταχύνουν τη διαδικασία διαίρεσης σε διαφορετικές γενεές έως ότου σχηματίστηκε το νησί του Oahu, όταν ξαφνικά είχατε μια κενή πλάκα ανοικτού οικοτόπου." Μεταξύ 4 εκατομμυρίων και 2, 5 εκατομμυρίων ετών πριν, η ανάλυση DNA δείχνει ότι οι honeycreepers υποβλήθηκαν σε μια γρήγορη περίοδο συσχετισμού, με διάφορα είδη να εξελίσσουν νέα σχήματα χαρτονομισμάτων και άλλα χαρακτηριστικά για να επωφεληθούν από τις πολλές νέες διαθέσιμες θέσεις.
Τα τελευταία χρόνια, τα είδη honeycreeper έχουν υποφέρει σημαντικά από την απώλεια οικοτόπων και άλλα προβλήματα που δημιουργεί η ανθρώπινη ανάπτυξη, με 38 είδη να εξαφανίζονται. Η ερευνητική ομάδα σκοπεύει να χρησιμοποιήσει αυτές τις τεχνικές ανάλυσης DNA με δείγματα που λαμβάνονται από εξαφανισμένα δείγματα μουσείων για να δουν πού τα είδη ταιριάζουν στο εξελικτικό οικογενειακό δέντρο.
