Генетики «редагують» родовідне древо птахів

Птахи протягом століть привертали особливу увагу дослідників, тому не дивно, що багато відкриттів в різних областях біологічної науки були зроблені при дослідженні саме цих вищих хребетних. Згадаймо, що навіть у формуванні теорії походження видів найважливішу роль зіграли галапагосские в'юрків, так що цих птахів тепер по праву називають «дарвинова». Ці невеликі співочі птахи, які стосуються танагровим - сімейства всеїдних птахів Нового Світу, не так давно заселили Галапагоський архіпелаг, де встигли «зробити» на світло більше десяти видів, що розрізняються розміром, забарвленням оперення і будовою дзьоба. Під час свого знаменитого подорожі на кораблі «Бігль» Чарльз Дарвін відвідав Галапагоси, де і спостерігав дивовижне розмаїття цих птахів, що є більш ніж наочної і переконливою ілюстрацією їх недавньої еволюції (за сучасними оцінками, предок сучасних галапагосских в'юрків потрапив на острови не раніше 2-3 млн років тому).

Теорія еволюції Дарвіна зробила найважливіші вплив на розвиток со-в-пасової науки. Одним з істотних її наслідків стало розуміння, що життя на Землі можна представити у вигляді своєрідного дерева - що нині живуть види походять від якихось вимерлих предків, а ті, в свою чергу, походять від якихось ще більш далеким предкам. У міру віддалення в минуле «гілки», представлені сучасними видами, зливаються в усі більш товсті «сучки» і закінчуються єдиним «стволом» - передбачуваним предком всього живого на Землі. Дуже примітно, що саме таке дерево життя, яке можна уподібнити генеалогічного дерева людського роду, було єдиною ілюстрацією в першому виданні знаменитої книги Ч. Дарвіна «Походження видів. ».

З моменту зародження теорії еволюції Дарвіна вчені намагаються відтворити древо життя для всіх нині живих на землі організмів, і саме птиці довгий час, що називається, «задавали тон» в подібних дослідженнях. У другій половині XIX ст. матеріал для реконструкції такого древа життя (або, на сучасній мові, - «філогенетичного древа») вчені черпали у внутрішній будові організмів. Уже Дарвіну було зрозуміло, що зовнішня будова тварин може змінюватися в залежності від умов середовища, при цьому тварини, пристосовуючись до схожих умов, можуть стати дивно схожими один на одного. У цьому сенсі хорошим прикладом є такі риби, як акули, і косатки - водні ссавці.

У XIX ст. вважалося, що анатомія внутрішніх органів набагато менше або навіть зовсім не залежить від умов середовища, і тому саме вона годиться для виявлення родинних зв'язків між організмами. З цією метою було досліджено мускулатура, кістки, кровоносна система і деякі інші системи органів різних видів птахів. На основі подібності внутрішньої будови і завдяки зусиллям ряду вчених до кінця цього століття вдалося побудувати цілком стерпне філіпченкове древо птахів, яке більш-менш справно служило біологам і протягом більшої частини XX ст. Найпомітнішу роль в створенні базисних ідей про взаємне спорідненості птахів зіграв німецький анатом М. Фюрбрингер, що видав в 1888 р воістину гігантський фоліант з порівняльної анатомії птахів, яка мала понад 1700 сторінок сучасного формату A3 (Fürbringer, 1888).

Так виглядало одне з перших філогенетичних дерев птахів, запропоноване німецьким вченим М. Фюрбрінгера на основі ретельного вивчення їх порівняльної анатомії. За: (Fürbringer, 1888)

Потрібно сказати, що древо, що відображає уявлення вчених кінця XIX в. про родинні стосунки птахів, мало змінювалося протягом наступних десятиліть, а в деяких країнах (наприклад, в Росії) орнітологи вважають за краще дотримуватися його і понині. Відкрийте будь-визначник птахів російською мовою, і ви переконаєтеся, що він починається з поганок і гагар - птахів, добре пристосованих до водного способу життя і тому подібних, але далеко не близькоспоріднених. Хоча вже в 1970-1980-х рр. стало ясно, що в традиційних уявленнях про спорідненість між птахами є численні помилки, що внутрішня анатомія також схильна до паралельної еволюції, тому схожість між птахами може не відображати їх походження від недавнього загального предка.

Одними з перших на недоліки традиційної класифікації птахів звернули увагу, мабуть, палеонтологи, що вивчали вимерлих представників. Анатоми, які до цього часу почали досліджувати внутрішню будову тварин зовсім на іншому рівні, також стали задаватися питаннями про родинні стосунки птахів між собою. Окремі вчені робили спроби поліпшити пташине філіпченкове древо, однак ці зусилля не мали особливого успіху - багато в чому тому, що орнітологічне співтовариство вперто не хотіло переглядати традиційні уявлення про спорідненість пернатих між собою.

Нова класифікація птахів Сіблі і Олквіста була зустрінута дуже різкою критикою - багато в чому через проблеми з методологією. Час показав, що це філіпченкове древо дійсно було багато в чому помилковим, проте його значення для розвитку науки про еволюцію птахів важко переоцінити. Саме ця робота змусила рядових орнітологів допустити навіть думку про те, що традиційні уявлення про родинні стосунки між птахами можуть бути в принципі невірними.

Згідно генетичним дослідженням, ця чомга (або велика поганка) і рожевий фламінго є близькими родичами. Птахів об'єднує і наявність на лапах нігтів, а не кігтів, як у всіх птахів. Фото А. Юрлова і В. Глупова (ІСіЕЖ СО РАН, Новосибірськ)

Хоча ми зараз, безсумнівно, знаємо про спорідненість між різними групами птахів набагато більше, ніж раніше, неясного залишилося еше більш ніж достатньо. Наприклад, не до кінця зрозуміло, яке становище на філогенетичному дереві птахів займають голуби, сови, дрохви та ін. В даний час вважається, що відповісти на ряд питань допоможе дослідження всього генома (до сих пір досліджувалися тільки окремі гени або відносно невеликі «порції» генома).

Особливо важливо те, що тепер ми знаємо, що сучасні уявлення про спорідненість між птахами базуються на основі подібності не тільки між окремими генами і їх комбінаціями, а й усього генома. Подальший розвиток цього напрямку бачиться в вивченні все більшого числа геномів від птахів різних видів, адже саме від цього багато в чому буде залежати форма розгалуження отриманого філогенетичного древа. Можна стверджувати, що незважаючи на довгий прогрес в науці про еволюцію птахів, ми все ще стоїмо на порозі великих відкриттів.

Схожі статті