Kæmpe studie afslører fugles evolution fra dinosaurer til frem til i dag

Hvordan har fugles genetiske materiale udviklet sig fra dengang, de var dinosaurer frem til i dag? Hvilke gener er gået tabt og hvilke er bevaret? Og hvad er konsekvenserne for den måde de ser ud, synger og opfører sig på?

Disse spørgsmål kan nu bevares ved at analysere data fra en af verdens største gen-sekvenserings undersøgelser, udført på dyr – det såkaldte B10K projekt. Her kortlægger forskere alle verdens 10.500 fugles genetiske arvemateriale.

Indtil nu har forskerne fra Københavns Universitet samt flere internationale universiteter, kortlagt 363 genomer fra 92.4 procent af alle fugle-familier på kloden.

I et nyt studie – det andet ud af fire – har de undersøgt de genetiske forskelle og ligheder mellem fuglene og kan bekræfte, at fuglenes genetik er utrolig ensartet gennem evolutionen.

“Vi er overraskede over ensartetheden i fuglenes DNA. Derudover har fuglene tabt adskillige gener siden deres oprindelige form for 150 millioner år siden, hvor de udviklede sig fra dinosaurer. Årsagen til, at de har ændret sig, er blandt andet, at de har skulle tilpasse deres kroppe til at kunne flyve,” forklarer Guojie Zhang, der er professor på Biologisk Institut på Københavns Universitet og en af hovedforfatterne til studiet.

Sangfuglen tabte et gen og fik en smukkere stemme

Gener har også udviklet sig på interessante måder i en mere nylig del af fuglenes evolution. Eksempelvis i sangfuglen, som er en del af spurvefamilien – en ekstrem forskelligartet gruppe af fugle med over 6.000 arter.

Ifølge studiet, har sangfuglene nemlig tabt et gen kaldet cornulin, som kontrollerer, hvor elastisk deres spiserør er og som derved påvirker deres evne til at synge.

Tabet af cornulin-genet har gjort spiserøret mere fleksibelt, hvilket bevirker, at sangfuglene kan bruge spiserøret og munden som et akustisk filter. På den måde har de udvidet deres toneregister og kan synge rene toner på flere frekvenser.

 Evnen til at synge rene toner er en speciel egenskab for sangfugle, forklarer Leopold Eckhart, der er professor på Medical University of Vienna og en af forskerne bag B10K.

“De fleste fugle kommunikerer via lyd, men sangfugle er enestående i den sammenhæng. Overraskende nok er det ikke evolutionen af nye gener, men tabet af et gen, der har hjulpet sangfuglene til at blive de bedste skønsangere,” siger han.

Langt de fleste fugle samt krybdyr og pattedyr – herunder mennesker – har bevaret cornulin-genet, hvilket gør sangfuglenes udvikling endnu mere interessant. Forskerne er da også i færd med at undersøge endnu flere dele af sangfuglenes gener for endnu bedre at forstå udviklingen af deres sang, pointerer Eckhart.

Det er vigtigt at understrege, at fuglenes evne til at synge, blot er ét eksempel på, hvad forskernes genanalyse kan bruges til.

Vævsprøver kan afsløre fuglenes evolution

Forskerne bag B10K har indsamlet vævsprøver fra fugle via en række museer, blandt andre Det Naturhistoriske Museum i Danmark, The Smithsonian National Museum of Natural History og Louisiana State University Museum of Natural Science i USA.

Genmaterialet fra vævsprøverne er blevet analyseret ved hjælp af computermodeller, der sammenligner de genetiske forskelle og ligheder. Med denne metode, har forskerne været i stand til at afsløre de ellers skjulte dele af fuglenes evolution.

”Genmateriale er en rig kilde til information, der kan svare på en række spørgsmål. Eksempelvis til at rekonstruere de evolutionære og genetiske forskelle mellem fugle. Vores forskning i fuglenes genetik kan også bruges i forbindelse med bevaring af fugle,” slutter Josefin Stiller, der er postdoc på Biologisk Institut på Københavns Universitet og ligeledes en af forskerne bag den omfattende genkortlægning.