A tudósok felfedeznek egy ritka madarat, amely három különféle faj hibridje

A tudósok nyomozó munkája kimutatta, hogy a polgári tudósok által Pennsylvaniában talált egyedülálló dalmadár egy hibrid vérfarkas anya és egy vérfarkas apja utódai egy teljesen más nemzetségből - ezt a kombinációt még soha nem rögzítették, és egyedülálló három fajú hibrid eredményezett madár

írta: GrrlScientist forbes számára | @GrrlScientist

Ez a darab egy Forbes szerkesztő választása volt.

A Male Burket üszőrje, az első ilyen fajta hármas fajú hibrid. Édesanyja a Brewster (hibrid) harcosa Vermivora chrysoptera X Vermivora cyanoptera volt, édesapja pedig gesztenyeoldali gerinc, a Setophaga pensylvanica.
(Hitel: Lowell Burket)

„Rendkívül ritka” - magyarázta David Toews ornitológus („tays” -nak nevezve), a Cornell Ornitológiai Lab posztdoktori munkatársa, és a közelmúltban a látványos, soha nem látott madárhibrid lehetséges eredetéről szóló tanulmány vezető szerzője.

Az egyedülálló madárt először észlelte és fényképezte Lowell Burket birder és polgártudós, aki Pennsylvania-ban, Pittsburgh-ben él és dolgozik.

"A vándorlási időszakokban és szórványosan a nyár folyamán két órás autóúttal elcsalálok a családom mezőgazdasági ingatlanához, amely pár száz hektáros erdőt tartalmaz" - magyarázta Burket úr e-mailben. „Élethosszig érdekeltem a vadon élő állatok fényképezését, de a 2000-es évek közepéig soha nem tettem semmit, mert nem volt igazán ideje. Körülbelül 9–10 évvel ezelőtt észrevettem, hogy néhány színes madár repül ki egy kis öntözőlyukból az egyik lópályán. Később, még ugyanazon öntözőlyuknál később észrevettem őket, és úgy döntöttem, hogy meg tudom-e szerezni ezeket a színes madarak képeit. ”

„Az én kékem zamatos volt, mivel a madarak olyan kicsik voltak” - jegyezte meg Burket szánalmasan. "[S] o Kutattam néhány módszert a vadon élő madarak tiszta pixeljének elsajátítására, és megvásároltam egy belépő szintű professzionális kamerát és zoom objektívet."

Mint láthatja, madárfotóinak minősége drámai módon javult.

A Burket férfi üszője két szimmetrikusan elhelyezett, bár halvány, rosszindulatú foltot mutat a nyaka mindkét oldalán.
(Hitel: Lowell Burket.)

„Ez év május 7-én egész délután pixeleket és videókat készítettem a madárlyukon, és a hibrid kétszer megjelent körülbelül 20 másodpercig. Azt hittem, hogy egy Brewster kagyló, és nekem akkor tűnt ki, mert még soha nem láttam a Brewstert a tavaszi vándorlás során. ”

A Brewster-hártya 1874-ben kapta a nevét, miután William Brewster leírta, aki Massachusetts-ben fedezte fel. Kezdetben egy új fajnak gondoltak, és a madárnak Vermivora leucobronchialis tudományos nevet adtak, de a Brewster oroszlánjáróról ismert, hogy hibrid a kékszárnyú és az aranyszárnyú harcosok között; Vermivora cyanoptera X Vermivora chrysoptera. A Brewster melegítői jellemzően genetikailag domináns tollazati karaktereket és mintákat tartalmaznak - például a szemén áthaladó fekete vonal és a megkülönböztethetően elkülönített szárnyrudak a kék szárnyú melegítőből származnak, míg a krémes sárga alsó részek és a sárga szárnyak az aranyszárnyú melegítőből származnak.

"Amikor később tanulmányoztam a képeimet, észrevettem, hogy hiányzik a fekete szemcsík és a sárga mell színe, ami jellemző a Brewsteré" - folytatta Burket úr. Ezenkívül megjegyezte, hogy ennek a rejtélyes madárnak a nyaka mindkét oldalán gyenge, de kifejezetten sajátos vöröses-barna folt volt. Piszok volt? Szárított vér? Vagy a madár saját tollszíne volt?

A Male Burket melegítője egyértelműen megmutatja fehér szupercilium és halvány szürkés maszkját, amelyet Brewster kagylójában látunk, ez az aranyszárnyú mogyoró szülő domináns tollazat.
(Hitel: Lowell Burket.)

"Ezután megvizsgáltam a madarakat a visszapillantó képről, és láttam a fehér szuperciliumot [szemöldökét] és egy halvány szürke maszkot, amely jellemző az aranyszárnyúnak [szentjánosbőr], tehát úgy döntöttem, hogy Brewsternek kell lennie." Mr. Burket folytatódott. - [B] utóbb honnan jöttek a gonosz foltok?

A környéken egyetlen gesztenyés színű nyakjelzéssel rendelkező gesztenyefaj a gesztenyeoldali gólyafélék.

Felnőtt férfi gesztenyeoldali üvöltő, Setophaga pensylvanica, énekelve Lowell Burket fás családjában. Lehetséges, hogy ez a faj a rejtélyvasúszó szüleinek egyike?
(Hitel: Lowell Burket.)

"Úgy döntöttem, hogy látnom kell énekelni, hogy megnézzem, milyen dalt énekel."

A Song azon számos „diagnosztikai útmutatás” egyike, amelyet más dalmadarak - és birderek is! - támaszkodhat az egyes fajok azonosítására. Mindegyik faj énekel saját megkülönböztető dalát, amellyel a nőstény megtalálja a megfelelő faj társát. Mindkét nem nemzetségeik megtanulják fajaik dalait úgy, hogy meghallgatják apájukat és ugyanazon fajhoz tartozó közeli hímeket, miközben még fészekben vannak. Ezért ennek a rejtélyes madárnak a diagnosztizálásának kell lennie, melyik faj volt az apja.

A Burket férfi üvöltője demonstrálja énekes képességeit a világ számára.
(Hitel: Lowell Burket.)

Néhány héttel később Burket úr megszerezte kívánságát: két egymást követő napon videofelvételt készített a rejtélyes madárról. A hang elegendő minőségű volt, hogy képes legyen azonosítani a fajdalt. Megállapította, hogy a rejtélyes madár valójában gesztenyeoldali oroszlán dalot énekel.

Lehetséges, hogy ez a rejtélyes madár egy hibrid egy Brewster oroszlán anyjával és egy gesztenye oldalú oroszlán apjával? Lehet, hogy fényképezett-e ennek a madárnak az anyja a madárlyukon az előző nyáron? Burket úr áttekintette az előző év madárfotóit, és felpillantott egy női Brewster-háziállatot. Azt is tudta, hogy a gesztenyeoldalú üszõsök az erdõben szaporodnak az ingatlanán, tehát… lehetséges, hogy ez egy soha nem látott, természetesen elõforduló „hármas hibrid” a Brewster oroszlánmaga és az egyik gesztenyeoldalú oroszlán apja között. ? Ez minden bizonnyal messzemenő gondolatnak tűnt: bár a Brewster csápjai maguk is hibridek, két egymással szorosan rokon faj között hibridek, amelyek teljesen eltérő nemzetségben vannak, mint a távolabbi rokonok gesztenyeoldalú halak. De azok a furcsa foltok a nyakán, sötét szemcsík hiánya és a dal - ez a figyelemre méltó diagnosztikai dal! - kényszerítőek voltak.

"Megnéztem a" hibrid habarcsot ", és semmit sem találtam a kombinációról, és úgy döntöttem, hogy kapcsolatba lépök a Cornell Ornitológiai Laboratóriummal, hogy megkérdezzem egy szakértő véleményét." - fejtette ki Burket úr. Néhány fényképet és videót e-mailben küldött a rejtélyes madárról a „Lab of O” -ba, és türelmetlenül várta a választ.

"Megpróbáltam az e-mailt kissé intellektuálisan hangolni, hogy ne gondolják, hogy én ropogós vagyok" - emlékezett vissza Burket. "A fényképek és a videó megszervezése segített."

Visszatérve az O laboratóriumába, Dr. Toews izgatott volt, amit látott. Egy héttel később 4 órát hajtott Cornelltől, hogy találkozzon Burket úrral, és másnap reggel ködhálót állítottak fel ugyanazon a területen, ahol a rejtélyes madár többször is énekelt. Burket úrnak a madár szokásainak bensőséges ismereteinek köszönhetően csak négy percbe telt, amíg elkapta.

A hím Burket melegítőjét, a soha nem rögzített hármas hibrid madarakat, David Toews és Lowell Burket 2018. június 28-án fogták el és fedték össze.
(Hitel: Lowell Burket. Megjegyzés: Ez a kép kivágva van az eredetiből.)

"[Nem] csodálatos élmény volt" - mondta Burket úr. "Csak valaha láttam ilyesmit a Discovery Channel-en."

Most, hogy Dr. Toews kezében volt ez a rejtélyes madár, megjegyezte, hogy ez nagyon hasonlít egy fiatal gesztenyeoldalú vöröskertre - valószínűtlen, mert először május elején fényképezték, és a legtöbb szentjánosbogár júniusig nem szökik meg. Ugyanakkor a madár fehér szuperciliumja - fekete felnőtt hím gesztenyeoldali gömbölyűekben, olajbogyó vagy szürke fiatalkorúakban vagy nőstényekben -, valamint halvány szürke arcfoltja egyaránt jellemzõbb a Vermivora vonalaknál. Dr. Toews különféle részletes fényképeket készített, rögzítette a rejtélyes madár számlájának és szárnyának hosszát, valamint más fizikai karaktereket a közelebbi vizsgálat céljából, és egy alumínium USGS lábszalagot adott neki, amelynek egyedi száma: 2850–44901. A madár elengedése előtt Dr. Toews egy apró vérmintát vett a genetikai elemzéshez. Ezután visszatért laboratóriumába, és módszeresen végiggondolta az összes összegyűjtött információt, mint egy ornitológiai Sherlock Holmes.

2. ábra: a) Vermivora-sarkantyúk (sárga, aranyszárnyú; kék, kékszárnyú; szürke, Brewster-féle) és gesztenyeoldalú (piros) szárnyhosszok és szárnyhosszok A hibrid csillaggal van feltüntetve. b) A genetikai index hat olyan lókuszon át, amelyek megkülönböztetik a Vermivora melegítőket. A hibrid alapján megbecsüljük anyai szülő genetikai indexét, amely az aranyszárnyú és a kékszárnyú gömbölyűek (azaz a „Brewster sörözői”) közötti hibrid tartományba esik.
(Doi: 10,1098 / rsbl.2018.0557)

A nyomok egyértelműek voltak. A dal nemcsak azt jelölte, hogy ennek a rejtélyes madárnak apjaként gesztenyeoldali oroszlánja volt, hanem a fizikai mérések is azt mutatták, hogy ez a madár határozottan hibrid volt: számlája hosszabb volt, mint a gesztenyeoldalú hamburgerek számlája, de belsejében volt. a Vermivora kagylók várható hatótávolsága (2a. ábra), és szárnyai hosszabbak voltak, mint bármelyik Vermivora kavargó faj szárnya, de hasonlóak voltak a gesztenyeoldali kagylókhoz.

A genetikai bizonyítékok ugyanolyan meggyőzőek voltak: a rejtélyes madár mitokondriális DNS-je (mtDNS) 99% -kal azonos volt az aranyszárnyú gömbölyűekkel, 97% -uk pedig azonos volt a kékszárnyú gömbölyűekkel - ezek a fajok csak 3–4% -kal különböznek egymástól (2b ábra) - tehát ez a felfedezés a vártnál volt, ha az anyja Brewster csontváza volt. A Vermivora mtDNA azonban több mint 8% -kal (ref) különbözik a gesztenyeoldalú (és más Setophaga kagylófajok) szekvenciáktól (ref), ami ismét kiemelte a rejtélyes madár apja valószínű azonosságát. (Természetesen szem előtt tartva, hogy az mtDNS csak az anyától származik.)

A rejtélyes madár feltételezett apja azonosításának további körvonalazása érdekében Dr. Toews megvizsgálta a madár genomjában az egyetlen nukleotid polimorfizmusokat (SNP-k), amelyek egyértelműen különböznek a Vermivora harcosoktól (n = 89 hely), és megállapította, hogy a rejtélyes madár heterozigóta az összes hely kivételével egy - és visszamenőleg ez az egyetlen hely valószínűleg változó a gesztenyeoldali gömbölyűeknél is.

Egy nukleotid polimorfizmusok (SNP).
(Hitel: David Eccles / CC BY 4.0)

Az SNP-k (snips) a genetikai variáció nagyon általános formája, amely minden élőlényben megfigyelhető, csupán egy nukleotid vagy DNS építőelem változását képviseli a genomban. Így, annak megállapítása, hogy ezeknek az SNP-knek a fele megegyezik a gesztenyeoldali oroszlánéval, rámutatott a rejtélyes madár apja azonosítására. (Nem szabad megfeledkezni arról, hogy mindegyik szülő az utódok számára a teljes genom felét biztosítja.)

Az SNP-k további elemzése, amelyek kifejezetten megkülönböztetik az aranyszárnyú és a kékszárnyú göndöröket, kiderítette, hogy a hatból kettő kékszárnyú vörösfenyő ősökből származik, és négy aranyszárnyú vörösfenyő ősektől származik. Így ennek a rejtélyes madárnak a Vermivora SNP-jének egyharmada kékszárnyú mozgóból származik, jelezve, hogy e madár anyja maga „korai generációs” hibridje.

Az állítólagos anyai genetikai index összehasonlítása más Vermivora kagylókkal (2b. Ábra) azt mutatta, hogy egyetlen fenotípusos kékszárnyú göndör genetikai indexe sem volt olyan alacsony, mint 0,33, míg a 149 fenotípusos aranyszárnyú gömbölyűből csak kettő mutatott ilyen magas mutatót. Ezzel szemben a Brewster üszköseinek átlagos genetikai index értéke 0,32, és a Brewster üszközők 23% -ának pontosan harmada kék szárnyú származású. Tehát a rejtélyes madár feltételezett anyjának genetikai indexe a Brewster kagylók várt tartományában volt, megerősítve személyazonosságát, és jelezve, hogy ő valószínűleg a kék szárnyas és az aranyszárnyú melegítő közötti „vegyes házasság” eredménye.

„A nő egy aranyszárnyú / kékszárnyú Warbler hibrid - más néven Brewster's Warbler. Ezután gesztenyeoldalú takaróval párosodott és sikeresen szaporodott ”- fejezte be Dr. Toews.

Előrejelzett mozgócsaládok családfa, amely az újonnan leírt három fajú hibridhez vezet. Kékszárnyú, aranyszárnyú és Brewster melegítők, Liz Clayton Fuller; gesztenyeoldali üvöltő del Hoyo et al. (2018) A világ madarai című kézikönyve; Jillian Ditner új hibrid „Burket's warbler”.
(Grafikus jóvoltából a Cornell Labs of Ornitológia.)

De miért hibridizálódnak ezek a dalmadarak? Különösen azért, mert a nők elsősorban daluk minősége alapján választják ki társaikat?

"Csak tévedés lehetett (ezek a dolgok megtörténnek)" - válaszolta Dr. Toews e-mailben -, bár lehet, hogy a megfelelő cimborák száma olyan alacsony (a Vermivora katonák száma csökken az egész aplachókban). hogy "a legjobb helyzetből álljunk". "

Valójában az aranyszárnyú és a kékszárnyú mozogók közötti hibridizáció az utóbbi évtizedekben növekszik az Egyesült Államok északkeleti részén, és Kanadába is kiterjed. Ennek a hibridizációnak a nagy része a kékszárnyú gömbölyökök eredményeként alakul ki az aranyszárnyú gömbölyű élőhelyekbe. Ezt a mozgást a felmelegedő éghajlat következményei és a kékszárnyú mozdulatok kedvelt cserjés-élőhelyének elvesztése motiválja. Ezenkívül az aranyszárnyú mogyorópopuláció csökken, tehát korlátozott számban vannak e fajok számára megfelelő párosok.

„Ha nem olyan tökéletes, hogy párosul egy olyan hímmel, aki nem tökéletes, akkor jobb, ha egyáltalán nem páros!” - jegyezte meg Dr. Toews. Ezután rámutatott, hogy a Brewster és a gesztenyeoldali gömbölyítők közötti hibridizációt soha nem írták elő.

"Valójában ez a három fajú hibridizáció" rendkívül ritka "bármely állatnál" - mondta Dr. Toews.

Mit jelenít meg ez a hibrid habarcs - amelyet hivatalosan Burket melegítőként is ismertek - a fajok akadályairól, különösen a dalmadarakban? Ezek a karatosok újrafajok?

"Az egyszeri hibridek elsősorban azt mondják nekünk, hogy a fajok akadályai nem tökéletesek, de ez nem teljesen meglepő" - magyarázta Dr. Toews e-mailben. „Ebben az esetben egy kicsit megmondja nekünk a meglehetősen eltérő taxonok reprodukciós kompatibilitásáról. Noha ez a hibrid valószínűleg soha nem szaporodik, azt sugallja, hogy a szülői taxonok között nincs sok genetikai összeférhetetlenség, így képes volt kifejlődni, hogy legalább "normálisnak" tűnjön. "

"Ez a fajta illeszkedik a szokásos bölcsességhez is ezekben az oroszlókban - hogy a fajok akadályait az" előszaporodó elkülönítő korlátok "[például a dal] fenntartják, és nem annyira a párzás utáni genetikai összeférhetetlenségek által" - tette hozzá Dr. Toews.

Férfi Burket vérfarkasa a madárlyuknál Lowell Burket családi tulajdonában, Pennsylvaniában. Ez a madár egy USGS alumínium lábszalagot visel, amelynek saját számát, a 2850–44901-et viseli.
(Hitel: Lowell Burket.)

Összefoglalva: ez a soha nem látott Burket-féle oroszlán a következő fenotípusos karaktereket ábrázolja, szüleiknek köszönhetően:

  • Brewster üvöltője: sárga sapka; fehér szupercilium; zöld és szürke hátul és mellkas; jól elkülönített sárga / arany szárnyrúd
  • Gesztenye oldalú üvöltő: sárga sapka; minden fehér torok; mell és has; rosszindulatú foltok; fehér szemgyűrű (ősszel); sötétbarna primárok a szárnyakon; halvány csíkot a hátán

Mi volt a legélvezetesebb ez a detektív munka?

„Nekem ez a móka az volt, hogy be tudtam vonni egy polgári tudósot, mint Lowell” - válaszolta Dr. Toews. "A genetikai markerek felhasználásával az anyai tollazatmintáinak megjósolására is ez újszerűbb hozzájárulás volt a szülők meghatározásának szempontjából."

Lehetséges, hogy ez a Burket melegítő sikeresen atyja a saját „gyermekeit”, vagy vegyes ősei nemkívánatos társakká teszik őt? Mivel Dr. Toews elengedte a madarat, azt tervezi, hogy figyelemmel kíséri a madárlyukat Mr. Burket családi tulajdonában, hogy megnézze, mit tart a jövő.

Mit gondol Mr. Burket erről az izgalomról?

"Hét évvel ezelőtt szó szerint nincsenek ismereteim a madarakról" - válaszolta. „És most végül felfedezem, mi látszik elsőrendű madárnak. Bárkivel megtörténhet! ”

Forrás:

David P. L. Toews, Henry M. Streby, Lowell Burket, Scott A. Taylor (2018). Egy fafajta, amely fajok közötti és intergenerikus hibridizációval is előállítva, a Biology Letters, online, közzétéve 2018. november 7-én, nyomtatás előtt | doi: 10,1098 / rsbl.2018.0557

Eredetileg a Forbes-ben, 2018. november 9-én tették közzé.