עבור צ'רלס דארווין הציפורים הציעו חלון לתהליך הבחירה הטבעית - ובסופו של דבר, האבולוציה. לאחר שהתבונן בשונות המופלאה של המקור בין גביעי איי גלפגוס בשנות השלושים של המאה ה -19, ציין הטבע הטבעי הבריטי: "רואים את הדרגה והמגוון של המבנה בקבוצה אחת קטנה של ציפורים קשורות אינטימית, אפשר באמת להרגיש את זה ממגורי ציפורים מקוריים בתוך ארכיפלג זה, מין אחד נלקח ושונה למטרות שונות. "ובכל זאת, יותר מ -150 שנה אחרי דארווין, היחסים האבולוציוניים בין ציפורים נותרו תעלומה משכנעת.
תוכן קשור
- הציפור הזו בת 99 מיליון שנה התקיימה יחד עם דינוזאורים
החודש תתחיל קואליציה של מדעני עופות אוניברסיטאיים וממשלתיים במאמץ שאפתני להתנתק מאותם מערכות יחסים עם פרויקט OpenWings שהושק לאחרונה. הפרויקט ממומן על ידי הקרן הלאומית למדע, ומטרתו ליצור עץ חיים מלא, או פילוגניה, לציפורי העולם. על ידי איסוף מידע גנטי לכל 10, 560 מיני הציפורים, החוקרים מקווים ליצור תמונה טובה יותר כיצד התפתחו חברינו העופות העכשוויים מהדינוזאורים שקדמו להם וכיצד הם עשויים להסתדר בעתיד.
"אנו יודעים שיש אי-אחידות בעץ החיים העופות", אומר טרי צ'סר, זואולוג מחקר וחבר ביחידת הסקר הביולוגי USGS העובדת במוזיאון הלאומי להיסטוריה של טבע. במקומות מסוימים על העץ, ציפורים התייצבו זו מזו אל ענפים שונים הרבה יותר מהר מאשר במקומות אחרים - שושלות שונות המגוונות במהירות רבה יותר ואולי שיעורי שינוי שונים בהתאם לתקופת ההיסטוריה. מאפיינים מסוימים כמו פלומה או סוג גוף קשורים לחלק מאותם שינויים, אך לא ידוע בדיוק כיצד.
לפרויקט יש גם פוטנציאל לשנות את ההבנות הנוכחיות של התפתחות הציפורים, כולל שאלות גדולות לגבי מתי ציפורים התחילו להתפתח מדינוזאורים. יש מדענים הסבורים כי ציפורים ודינוזאורים החלו להיפרד לפני אירוע ההכחדה של הקרטיקון-פלוגן לפני כ -66 מיליון שנה שהרג את הדינוזאורים היבשתיים, בעוד שאחרים סבורים כי ציפורים ודינוזאורים העופות טרם מפרטו באותה עת. יצירת פילוגניה מלאה של ציפורים עשויה לפתור את המחלוקת הזו, או לפחות להציע ראיות חדשות. צוות OpenWings Project יעבוד עם פליאונטולוג כדי לשלב ראיות מאובנות, אומר צ'סר.
הפרויקט שואף להיות עץ הציפורים השלם ביותר עד כה, והוא הראשון שנעשה על קבוצת בעלי חיים בעלי חוליות. נכון לעכשיו, אומר צ'סר, כשאנשים מנסים להרכיב עץ לציפורים הם "בסופו של דבר מכינים עץ עם הרבה נתונים חסרים", ומוסיפים למינים שאין להם נתונים שאומרים לאן הם צריכים ללכת בהתחשב בטקסונומיות הנוכחיות שלהם, שהוחלטו על סמך מאפיינים תצפיתיים ולא גנטיים. פרויקט אחר, B10k, מנסה לרצף "גנום ייחוס" של כל מיני הציפורים, אך עד כה הגיעו אליו כ -300.
ביצוע גנום התייחסות זו משימה ענקית, ואילו מה שפרויקט OpenWings יעשה זה קצת יותר לניהול, אומרת רבקה קימבול, ביולוגית אבולוציונית מאוניברסיטת פלורידה שמשתפת פעולה בפרויקט OpenWings. תהיה זו גם גישה פתוחה, כלומר אורניטולוגים מרחבי העולם יכולים להשתמש בתוצאות - שישוחררו כפי שהם מתווים בתרשים, ולא בקבוצה אחת בסוף הפרויקט - כדי להתעמק בענפים ספציפיים ממשפחת הציפורים. עץ. כמה קבוצות של ציפורים פחות מובנות "ראויות להתמקד יותר מכפי שנצליח לתת להם במחקר רחב היקף הזה", אומר קימבול.
"באופן פרטני לכולנו יש מינים [של ציפורים] שאנו אוהבים ומעוניינים בהם", היא אומרת, אבל לשאול שאלות גדולות פירוש הדבר שאי אפשר לחוקרים לאפס משפחות ספציפיות של ציפורים בפרויקט OpenWings. הפיכת הגישה לנתונים פירושה שסביר להניח שהעבודה תסתיים, היא אומרת.
סלסולי רופוס ללא עור. אגף הציפורים של סמית'סוניאן מאכלס ומתחזק את אוסף הציפורים השלישי בגודלו בעולם, עם מעל 625, 000 דגימות. (מוסד NMNH / Smithsonian) רצף של מידע גנטי ליותר מ -10, 000 מיני ציפורים בסך הכל הוא עדיין פעולה מאסיבית, ומשהו שרק התאפשר בזכות ההתקדמות האחרונה בניתוח גנטי, אומר צ'סר. על מנת לבצע מחקר רחב זה, החוקרים יצטרכו לאפס על רצפי DNA ספציפיים המכונים אזורים "אולטרה-שמורים". אזורים אלה של ה- DNA הם אלה שנשארו מאירועי מפרט קודמים, כאשר סוגים חדשים של ציפורים הגיעו לשבת על ענפים חדשים של העץ, ומציעים דרך להסתכל אחורה על קשרים גנטיים.
פרויקט זה לא יתאפשר ללא מאמצי איסוף ושמירה קפדניים של מוזיאונים, אומר צ'סר. משתפי הפעולה של OpenWings מייצגים מוסדות עם אוספים עצומים של דגימות ציפורים, כולל מוזיאון השדה להיסטוריה טבעית, המוזיאון האמריקני להיסטוריה טבעית והמוזיאון הלאומי להיסטוריה טבעית של מוסד סמיתסוניאן. הם כוללים גם אוספים שצומחים במהירות באוניברסיטאות - במיוחד אוניברסיטת קנזס והמוזיאון למדעי הטבע באוניברסיטת לואיזיאנה.
מאז שנות השמונים, אומר קימבל, מוזיאונים שומרים על דגימות DNA מהדגימות באוספים שלהם יחד עם הגופות המטופלות של הדגימות עצמן. עבור מינים רבים, מכאן יגיע החומר הגנטי. במקרים אחרים, שבהם נאספו דגימות לפני שהפכה לנורמה, אומר קרסר כי הם יסתמכו על חלק בלתי צפוי מהציפורים: הטונים שלהם. הדרך הטובה ביותר להשיג עדויות גנטיות מדגימה שהשתמרה שנמצאה עד כה, הוא אומר, "היא לחתוך חתיכת רפידות על אצבעות הציפורים."
בשלב זה חוקרי הפרויקט עדיין מגלים לאילו מוסדות יש דוגמאות של אילו ציפורים, אומר קרסר. מרבית המחקרים מהסוג הזה משתמשים בעשרות או מאות מינים, הוא אומר - כמו מחקר שפורסם בשנת 2015 ב"טבע ", שהניח את היסודות על ידי יצירת עץ חיים ל -198 מיני ציפורים. תיאום אלפים לוקח קצת יותר עבודה, במיוחד כשאתה בצוות המייצג 10 מוסדות מרכזיים המשתתפים.
אריך ג'רוויס, מדעי המוח מאוניברסיטת רוקפלר שמוביל את ה- B10K, אמר לאליזבת פניסי של המדע כי הוא חושב שרק גישה של גנום שלם יכולה לייצר עץ חזק לציפורים, מכיוון שהוא מכסה את כל סוגי המידע הגנטי המקודד ב- DNA של ציפור. . אבל מדענים אחרים הכירו בפני פניסני כי מדובר בשיפור ניכר ביחס לחוקרי הציפורים כעת: זה, והוא ממומן במלואו, מה ש- B10K אינו.
"זה מראה את היעילות והחשיבות הבסיסית של מאמצי איסוף מוזיאונים מתמשכים, " אומר האורניטולוג האבולוציוני באוניברסיטת ייל, ריצ'רד פרום, מחבר משותף למאמר 2015. "קונסורציום זה כולל את מרבית אוספי הרקמות הטבעיות הגדולות בעולם", אומר פרום, שאינו מעורב בפרויקט OpenWings.
פרום מוסיף שהגיע הזמן שמישהו יצר פילוגניה של העופות. בעזרת טכנולוגיה גנטית חדשה, ניתן לעשות זאת יותר מאי פעם, אפילו אם הסולם אינו חסר תקדים, הוא אומר. אחרי הכל, השיטות כבר קיימות: זה רק עניין של להרכיב את הכל. לעבודה מסוג זה יש פוטנציאל לשנות את אופן הבנת הציפורים, שיש לו השלכות על שימורן ועל ההיסטוריה האבולוציונית שלהן.
רעיונותיו של דרווין לגבי אבולוציה התבססו על המאפיינים הניתנים לצפייה של פינקים שלו. אך מעבר לאותם מאפיינים ניתנים לצפייה ישנם שכבות ושכבות של קשרים גנטיים, וללא ידיעה פועלת בגנטיקה אלה הוסתרו ממנו. בעזרת טכנולוגיה חדשה זו ניתן לראות כיצד אפילו מינים שנראים ופועלים שונים עשויים להיות קשורים זה לזה. ביצוע עץ שלם "יקדם את המחקר של פילוגנטיקה", אומר צ'סר, אך זה גם יעזור לשימור בצורה ישירה.
"אחד הקריטריונים המשמשים לעתים קרובות בתכנון השימור הוא הייחודיות הפילוגנטית", הוא אומר, "כך שאזורים הכוללים מינים הענפים האבולוציוניים המובהקים שלהם מקבלים לעיתים קרובות משקל גבוה יותר בתכנון השימור." פרויקט OpenWings יראה כיצד הבחנה הפילוגנטית שונה מינים באמת. "מידע זה אמור להיות שימושי מאוד עבור אנשי שימור בבחינת הערכות לאילו אזורים או מינים לתעדף, " הוא אומר
