Asteroida zniszczyła dinozaury. Czy pomogłeś ptakom w rozwoju?

Sześćdziesiąt sześć milionów lat temu asteroida zderzyła się z Zatoką Meksykańską. Katastrofa doprowadziła do wyginięcia aż trzech czwartych wszystkich gatunków na Ziemi, w tym dinozaurów, takich jak Tyrannosaurus rex. Jednak niektóre pierzaste, latające dinozaury przetrwały, ostatecznie ewoluując w ponad 10 000 gatunków żyjących obecnie ptaków, w tym kolibry, kondory, papugi i sowy.

Opierając się na zapisach kopalnych, paleontolodzy od dawna argumentują, że po uderzeniu asteroidy nastąpił znaczący impuls ewolucji ptaków. Masowe wymieranie innych zwierząt mogło wyeliminować większość konkurencji dla ptaków, dając im możliwość przekształcenia się w cudowną różnorodność gatunków, które dziś latają wokół nas.

Ale Nowe badanie na DNA 124 gatunków ptaków podważa tę koncepcję. Międzynarodowy zespół naukowców odkrył, że ptaki zaczęły się różnicować dziesiątki milionów lat przed fatalnym uderzeniem, co sugeruje, że asteroida nie miała znaczącego wpływu na ewolucję ptaków.

„Wyobrażam sobie, że to wywoła zamieszanie” – powiedział Scott Edwards, biolog ewolucyjny z Uniwersytetu Harvarda i jeden z autorów badania. Wyniki badania opublikowano w poniedziałek w Proceedings of the National Academy of Sciences.

Dinozaury opracowały prymitywne pióra co najmniej 200 milionów lat temu, nie do latania, ale raczej do izolacji lub pokazów godowych. W jednej linii małych dwunożnych dinozaurów pióra te stały się bardziej złożone i ostatecznie uniosły stworzenia w powietrze jako ptaki. Sposób, w jaki pióra przekształcają się w skrzydła umożliwiające lot, jest wciąż przedmiotem dyskusji. Kiedy jednak ptaki wyewoluowały, zróżnicowały się i przybrały różne formy, wiele z nich wymarły Kiedy asteroida pogrążyła Ziemię w trwającą latami zimę.

Poszukując skamieniałości głównych grup żyjących obecnie ptaków, naukowcy odkryli Prawie nic Powstał przed uderzeniem asteroidy. Ta uderzająca nieobecność doprowadziła do teorii, że masowe wymieranie wyznacza etap ewolucji ptaków, umożliwiając im eksplozję w wielu nowych formach.

Jednak nowe badanie doprowadziło do zupełnie innych wniosków.

„Odkryliśmy, że ta katastrofa nie miała wpływu na współczesne ptaki” – powiedział Xiaoyuan Wu, biolog ewolucyjny na Uniwersytecie Normalnym Jiangsu w Xuzhou w Chinach.

Dr Wu i jego współpracownicy wykorzystali ptasie DNA do zrekonstruowania drzewa genealogicznego, które pokazało, jak powiązane są główne grupy. Najwcześniejszy podział stworzył dwie linie, jedną obejmującą współczesne strusie i emu, a drugą obejmującą resztę żywych ptaków.

Następnie naukowcy oszacowali, kiedy gałęzie dzielą się na nowe linie, porównując mutacje, które zgromadziły się wzdłuż gałęzi. Im dłuższy podział między dwiema gałęziami, tym więcej mutacji gromadzi się w każdej linii.

W skład zespołu wchodzili paleontolodzy, którzy pomogli w udoskonaleniu szacunków genetycznych, badając skamieniałości 19-letnich ptaków. Jeśli gałąź wydaje się młodsza od skamieniałości, do której należy, dostosowują model komputerowy, który szacuje tempo ewolucji ptaków.

Jest to szczególnie godne uwagi ze względu na analizę skamieniałości, powiedział Michael Bateman, paleontolog z Chińskiego Uniwersytetu w Hongkongu, który nie był zaangażowany w nowe badania. „Mieli wymarzony zespół paleontologów” – powiedział.

Badanie wykazało, że żyjące ptaki mają wspólnego przodka, który żył 130 milionów lat temu. Nowe gałęzie drzewa genealogicznego dzieliły się równomiernie w okresie kredowym, a później w dość stałym tempie, zarówno przed, jak i po uderzeniu asteroidy. Dr Wu twierdzi, że przyczyną tej stałej tendencji mogła być rosnąca różnorodność roślin kwiatowych i owadów w tym samym okresie.

Jacob Perf, biolog ewolucyjny z Uniwersytetu Michigan, który nie był zaangażowany w badania, powiedział, że badanie demonstruje najnowocześniejsze metody przetwarzania ogromnych ilości danych genetycznych w celu rekonstrukcji historii ewolucji. Nie zgodził się jednak z jego wnioskami.

Jeśli nowe badania są prawidłowe, skamieniałości wszystkich głównych grup żyjących ptaków powinny znajdować się na długo przed uderzeniem asteroidy. Ale prawie żadnego nie odnaleziono.

„Sygnał z zapisu kopalnego nie jest jednoznaczny” – stwierdził dr Berv.

Doktor Berv podejrzewa, że ​​prawidłowa historia opiera się na skamieniałościach i że większość głównych grup ptaków pojawiła się po uderzeniu asteroidy. Problem z nowym badaniem polega na tym, stwierdził, że zakłada się w nim, że ptasie DNA gromadzi mutacje w stałym tempie z pokolenia na pokolenie.

Jednak zniszczenia spowodowane uderzeniem asteroidy, które spowodowały zapadnięcie się lasów i niedobór ofiar, mogły zabić większe ptaki, podczas gdy mniejsze przeżyły. Młode ptaki rozmnażają się krócej i wydadzą na świat znacznie więcej pokoleń – i znacznie więcej mutacji – niż ptaki przed kolizją. Jeśli naukowcy zignorują tego typu hipermutację, przegapią moment ewolucji.

Dr Berv przyznał jednak, że naukowcy dopiero zaczynają opracowywać metody, które pozwoliłyby im lepiej oszacować tempo ewolucji i połączyć je z innymi dowodami, takimi jak DNA i skamieniałości. „Myślę, że to pogodzi część dyskusji” – dodał.