A dinoszaurusz katasztrófa nyomait találták a mai madarak génjeiben

A közönséges álmosmadár (Nyctibius griseus) jól szemlélteti a madarak genomjának változásait

Egy kőzet, amely mintegy 66 millió évvel ezelőtt becsapódott a bolygóba, megváltoztatta a földi élet menetét. A változások láncreakcióját indította el az egész világon és véget vetett a vándorló óriások életének: a dinoszauruszok eltűntek a fosszilis feljegyzésekből, de pusztulásuk megnyitotta az utat más életformák felemelkedése és virágzása előtt. De hogyan őrzik ennek emlékét a madarak?

A madarak DNS-e őrzi az információkat

Nem sokkal a becsapódás után megjelentek a mai madarak legkorábbi ősei. A tudósok most megtalálták a katasztrófa nyomait a madarak genomjában: azokat a tömeges kihalási esemény által okozott drámai változásokat, amelyek lehetővé tették a szárnyasok diverzifikálódását, amivel a mai világunkat betöltő, rendkívül sikeres és változatos állatcsoporttá váltak.

A ma élő madarak DNS-ének tanulmányozásával megpróbálhatjuk felderíteni a genetikai szekvenciák mintáit, amelyek közvetlenül a Föld történetének egyik legfontosabb eseménye után változtak meg. Úgy tűnik, hogy ezeknek az eseményeknek a lenyomata úgy bevésődött a túlélők genomjába, hogy több tízmillió évvel később is kimutatható

 – mondta Jake Berv, a Michigani Egyetem ornitológusa a ScienceAlert online tudományos portálnak.

A közönséges álmosmadár (Nyctibius griseus) jól szemlélteti a madarak genomjának változásait
Fotó: iNaturalist

A hatalmas aszteroida becsapódása a mai mexikói Yucatán-félsziget területére pusztító erejű volt. A kréta-paleogén kihalás néven ismert esemény a becslések szerint a földi állatvilág 76 százalékát kiirtotta. 

Ez a kolosszális veszteség nagy űrt hagyott maga után, amelyet a túlélő, fejlődő és változatossá vált élet meglehetősen gyorsan kitöltött, hogy megteremtse helyét az új világban. 

A repülő dinoszauruszok drámai változáson mentek keresztül, és váltak azzá a mintegy tízezer madárfajjá, amelyek ma körülöttünk élnek.

 

Azonosították a genomban az eltolódásokat

A Science Advances folyóiratban publikált kutatás szerint amikor egy állat az evolúció során megváltozik, a genomjában lévő DNS összetétele is átalakulhat. Ahogy arra a szakemberek emlékeztettek, a DNS alapvető építőkövei (a nukleotidok) négy különböző bázisból állnak, amelyeket A, C, G és T-vel jelölnek. Ezeknek az aránya a genomban eltolódhat, ami változásokat eredményezhet az állat fejlődésében.

A madarak evolúciójával foglalkozó korábbi tanulmányok rögzített DNS-összetételt feltételeztek, amely nem tudott megváltozni. 

Az újonnan kifejlesztett szoftver segítségével a kutatók azonban képesek voltak változtatni ezen a feltételezésen, és olyan paradigma szerint működtek, amely lehetővé tette a nukleotid-bázis arányok eltolódását. Berv és kollégái ezt használták arra, hogy elemezzék a madarak összes nagyobb csoportja közötti genombeli különbségeket. Ez lehetővé tette számukra, hogy azonosítsák a genom összetételében a kréta-permi kihalás óta bekövetkezett eltolódásokat. 

A levezetett molekuláris modellváltozásokkal összefüggő életmódbeli jellemzők
Fotó: Science Advances Fig. 2.

Erőfeszítéseiket a közvetlenül az aszteroida-becsapódást követő 5 millió éves időszakra összpontosították és megállapították, hogy a kihalási esemény 3-5 millió év alatt több jelentős változást eredményezett a madarak genomjában.

 Ezek konkrétan a felnőtt madarak méretéhez, anyagcseréjükhöz és a kikelési fejlődésükhöz kapcsolódtak. A kifejlett madarak például végül jelentősen kisebbek lettek, mint a „madárdinoszauruszok”. És eltolódás történt a kisebb, gyengébb, tollak nélkül született, intenzív szülői gondoskodást igénylő kicsinyek felé. 

Azt találtuk, hogy a felnőtt testméret és a kikelést megelőző fejlődési minták a madarak biológiájának két fontos jellemzője, amelyeket összekapcsolhatunk az általunk kimutatott genetikai változásokkal

 – magyarázta Berv, hozzátéve, hogy a DNS-összetétel változását korábban nem hozták ilyen egyértelmű módon összefüggésbe a kréta végi tömeges kihalással.

A tudósok kiemelték: a DNS összetételének változásait korábban nem vizsgálták alaposan a tömeges kihalás összefüggésében. Pedig ismert, hogy a tömeges kihalások drámai hatással lehetnek a világra, amelyek egész ökoszisztémákat és azok kapcsolatait, valamint a bennük élő szervezetek közötti kapcsolatokat is megváltoztathatják.