علوم وتكلنولوجيا وفضاء

أكبر دراسة لجينوم الطيور على الإطلاق تكشف عن شجرة حياة جديدة،

مصر:إيهاب محمد زايد

أكبر دراسة لجينوم الطيور على الإطلاق تكشف عن “شجرة حياة” جديدة، لكن هناك نوعًا واحدًا لا يزال لغزًا
أنتجت أكبر دراسة على الإطلاق لجينومات الطيور صورة واضحة بشكل ملحوظ لشجرة عائلة الطيور. تظهر دراستنا المنشورة في مجلة Nature Today أن معظم مجموعات الطيور الحديثة ظهرت لأول مرة خلال 5 ملايين سنة بعد انقراض الديناصورات.
تشكل الطيور جزءًا كبيرًا من حياتنا، وهي علامة من علامات الطبيعة حتى في المدن. أنها تحظى بشعبية كبيرة بين عامة الناس ودرسها العلماء جيدا. لكن وضع كل هذه الطيور في شجرة العائلة كان أمرًا صعبًا بشكل محبط.
ومن خلال تحليل الجينوم لأكثر من 360 نوعًا من الطيور، حددت دراستنا العلاقات الأساسية بين المجموعات الرئيسية للطيور الحية.
تقلب شجرة العائلة الجديدة بعض الأفكار السابقة حول علاقات الطيور، بينما تكشف أيضًا عن بعض التجمعات الجديدة.
طائر بني رمادي ذو ذيل طويل رائع يمكن رؤيته في الشجيرات.
يعد طائر القيثارة الرائع أحد أكثر الطيور المغردة موهبة. (مايكل لي، جامعة فلندرز ومتحف جنوب أستراليا)
حل العلاقة الفوضوية
وأظهرت الدراسات السابقة أن شجرة عائلة الطيور لها ثلاثة فروع رئيسية. الفرع الأول يحتوي على التيناموس والراتيت، والتي تشمل الطيور التي لا تطير مثل الإيمو والكيوي والنعام.
الفرع الثاني يحمل الطيور البرية والطيور المائية – الدجاج والبط وما إلى ذلك. وتجلس جميع الطيور الأخرى على الفرع الثالث، المعروف باسم الطيور الجديدة، والذي يضم 95% من أنواع الطيور.
يضم فرع نيوفيس عشر مجموعات من الطيور. معظم هذه الطيور هي ما أطلق عليها علماء الأحياء اسم “العجائب السبعة”: الطيور البرية، والطيور المائية، والطيور الاستوائية، والوقواق، وطيور السبد، والحمام، وطيور النحام. وتعرف المجموعات الثلاث الأخرى باسم “الأيتام” وتشمل الطيور الساحلية والكركي وهواتزين، وهو نوع من أمريكا الجنوبية.
العلاقات بين هذه المجموعات العشر، وخاصة الأيتام، كان من الصعب للغاية حلها. تُظهر دراستنا للجينوم أن الحل في متناول اليد.
كشفت دراستنا للجينوم عن مجموعة جديدة من الطيور أطلقنا عليها اسم “Elementaves”. مع اسم مستوحى من العناصر الأربعة القديمة وهي الأرض والهواء والماء والنار، تضم هذه المجموعة طيورًا مهيأة جيدًا للنجاح على الأرض وفي السماء وفي الماء.
بعض الطيور لها أسماء تتعلق بالشمس، تمثل عنصر النار. تضم مجموعة Elementaves الطيور الطنانة والطيور الساحلية والرافعات وطيور البطريق والبجع.
الطائر الطنان الأخضر
تؤكد دراستنا أيضًا وجود علاقة وثيقة بين اثنتين من أكثر مجموعات الطيور شيوعًا في أستراليا، وهما الجواثم (الطيور المغردة والأقارب) والببغاوات. تهيمن هذه الطيور الشعبية على استطلاعات رأي طائر العام الأسترالي.
تشكل الطيور المغردة ما يقرب من 50% من جميع أنواع الطيور وتشمل الطيور مثل طائر العقعق، والعصافير، وآكلات العسل، والنمنمة الخيالية. كانت بداياتهم المتواضعة في أستراليا قبل حوالي 50 مليون سنة، ثم انتشرت في جميع أنحاء العالم لتصبح المجموعة الأكثر نجاحا من الطيور.
العقعق
متى ظهرت الطيور حقا؟
كان الهدف الآخر لدراستنا هو وضع جدول زمني لشجرة عائلة الطيور. لقد فعلنا ذلك من خلال نمذجة تطور الجينوم باستخدام أداة تعرف باسم “الساعة الجزيئية”. ومن خلال الاعتماد على معلومات من حوالي 200 حفرية، تمكنا من تحديد أعمار بعض الفروع في شجرة عائلة الطيور.
تظهر دراستنا أن جميع الطيور الحية تشترك في سلف عاش قبل ما يزيد قليلاً عن 90 مليون سنة. لكن معظم مجموعات الطيور الحديثة ظهرت بعد حوالي 25 مليون سنة، ضمن نافذة صغيرة لا تتجاوز بضعة ملايين من السنين بعد نهاية العصر الطباشيري قبل حوالي 66 مليون سنة.
ويتزامن ذلك مع الانقراض الجماعي للديناصورات والكائنات الحية الأخرى بسبب اصطدام كويكب بالأرض. لذا يبدو أن الطيور استفادت إلى أقصى حد من الفرص التي أصبحت متاحة بعد القضاء على أشكال الحياة المهيمنة الأخرى.
يبقى لغز واحد
إن دراسة الجينوم هي نتاج ما يقرب من عقد من البحث، والذي تم إجراؤه كجزء من مشروع جينوم الطيور 10000. الهدف النهائي لهذا المشروع هو تسلسل الجينوم لجميع أنواع الطيور الحية البالغ عددها 10000 نوع.
تركز المرحلة الحالية من المشروع على إدراج أنواع من كل مجموعة أو عائلة رئيسية من الطيور. وكانت دراسة هذه الجينومات الـ 363 بمثابة جهد دولي حقيقي بقيادة باحثين في جامعة كوبنهاغن، وجامعة كاليفورنيا سان دييغو، وجامعة تشجيانغ في الصين.
“شجرة حياة” دائرية توضح العلاقات المتفرعة بين أنواع مختلفة من الطيور، مع إظهار المجموعات الرئيسية بألوان مختلفة وموضحة بلوحات لطيور معينة.
شجرة الحياة الطيور، ببناءً على جينومات 363 نوعًا من الطيور. يتم ترميز مجموعات الطيور الرئيسية بالألوان في الشجرة.
وحتى مع وجود مثل هذا الكم الهائل من بيانات الجينوم، يظل فرع واحد من شجرة عائلة الطيور لغزا. لم يتمكن تحليلنا من تحديد علاقات أحد الأيتام، وهو الهواتزين، بثقة. يوجد طائر الهواتزين في أمريكا الجنوبية، وهو طائر مميز للغاية وهو الناجي الوحيد من سلالته.
طائر غريب الشكل
تظهر دراستنا أن بعض العلاقات في شجرة الحياة لا يمكن تحديدها إلا باستخدام كميات هائلة من بيانات الجينوم. لكن دراستنا توضح أيضًا قوة دراسة الجينومات والحفريات معًا لفهم التاريخ التطوري للحياة على الأرض.
كلية الحياة وعلوم البيئة، جامعة سيدني
قد تكون رسمة

زر الذهاب إلى الأعلى