Tojásaikból rekonstruálták a gigászi elefántmadarak evolúcióját
1960-ban egy madagaszkári fiatal a szigeten első természetfilm-sorozatát forgató David Attenboroughnak ajándékozta egy hatalmas tojás darabkáit. Az első epizódban a ragasztószalaggal összetákolt tojáshéjat a természettudós az egykor a szigeten élt elefántmadarak bemutatására használta, amik a valaha létező legnagyobb és legnehezebb madarak lehettek. A titokzatos állatok 1000 évvel ezelőtt tűntek el az emberi tevékenység következtében, és kihalásukban, ahogy a Madagaszkárra visszatérő Attenborough 2011-es filmjében elmagyarázta, kulcsszerepük lehetett viszonylag védtelen tojásaiknak, amiknek maradványaira ma is könnyen rá lehet találni a sziget tengerpartjain.
Alicia Grealy, a nyugat-ausztráliai Curtin Egyetem környezeti DNS-laboratóriumának kutatója és kollégái most a tojáshéjak csúcstechnológiás vizsgálatával minden korábbinál pontosabban rekonstruálták a röpképtelen elefántmadarak közel 30 millió évre visszanyúló evolúciós történetét. A kedden a Nature Communications folyóiratban közölt eredmények azt sugallják, hogy egyes elefántmadárfajok hatalmas testmérete és 700-1000 kilogrammos tömege az utóbbi egymillió év terméke, és Madagaszkár éghajlatának szárazabbá válásával, a füves területek terjedésével esik egybe.
Az elefántmadarakat először több mint 150 évvel ezelőtt írták le, ennek ellenére máig keveset tudunk róluk. Ez nagyrészt annak tudható be, hogy fosszíliáik a sziget környezeti körülményei miatt többnyire hiányosan vagy egyáltalán nem maradtak fenn. Ami igen, az is főleg Madagaszkár déli vagy középső részéről származik, így nem nyújt teljes képet a csoport változatosságáról és elterjedéséről. Ahhoz, hogy molekuláris módszerrel felderítsék családfájukat, Grealy és munkatársai a csontmaradványoknál sokkal gyakoribb tojáshéjtöredékekhez fordultak.
Tojáshéjakból izolált DNS tárja fel az elefántmadarak evolúcióját
A kutatók 960 elefántmadár-tojáshéjat tanulmányoztak, amit 291 különböző helyen gyűjtöttek a szigeten, némelyiküket most először annak északi részén. A madagaszkári szakemberek bevonása nélkül, főként Ausztráliában és az Egyesült Államokban végzett vizsgálatok során meghatározták a tojások korát, mikroszkopikus szerkezetét, és ősi fehérjéket, valamint mitokondriális DNS mintákat izoláltak belőlük. Az 1290-6190 éves maradványokat először a tojáshéjak vastagsága alapján három csoportba sorolták, amiből a tojások és az azokat tojó madarak egykori tömegére következtettek.
A legvastagabb héjú, egykor közel 10 kilós tojások a sziget déli részén élt elefántmadarakhoz tartoznak, amelyek tömege akár az 1000 kilogrammot is elérhette. A sziget ugyanezen részén élő, legvékonyabb és legkönnyebb tojásokkal rendelkező elefántmadarak méretükben a mai emukra hasonlíthattak, és testtömegük nagyjából 41 kilogramm volt. A köztes tojáshéj-vastagságú, a sziget középső és északi részét benépesítő elefántmadarak termete a kettő között lehetett, nagyjából 230 kilogrammos testtömeggel.
A tojáshéjakból izolált ősi DNS-ből a szakemberek 17 szinte teljes és 4 részleges mitokondriális genomot állítottak össze, amiket további 4, korábban csontokból megszekvenált mitokondriális genommal együtt elemeztek. A 25 genommal az elefántmadarak evolúciós rokonságát rekonstruáló filogenetikai vizsgálatot végeztek, ami négy, jól elkülönülő csoportot tárt fel.
A legvékonyabb tojáshéjtípusok a Mulleronis rendszertani nembe tartozó elefántmadarakra voltak jellemzőek, míg a 1,5 milliméternél vastagabbak az Aepyornis nemre, amikkel eddig a Mulleronisokat egy családba, az Aepyornithidaebe sorolták. A két csoport között a kutatók szerint akkora a genetikai különbség, hogy előbbiek külön családot érdemelnek, a Mullerornithidae-t. Ezt a mitokondriális genomok mellett a tojáshéjakból vett ősi fehérjeminták és a tojásaik eltérő mikroszkopikus szerkezete és izotópos összetétele is megerősíti.
Az elefántmadarak két családja 30 millió évvel ezelőtt válhatott szét egymástól a kutatók szerint, nem sokkal az eocén-oligocén (Eocene-Oligocene transition, EOT) átmenet után, ami bolygónk utóbbi 66 millió éves történetének legfontosabb éghajlati változását hozta el. Az Antarktisz első nagymértékű eljegesedését kiváltó globális lehűlés Madagaszkáron az éves csapadékmennyiség növekedését eredményezte, ami megváltoztatta a sziget különböző típusú erdőségeinek kiterjedését. Az elefántmadár-családok a genomok elemzése alapján nem voltak túl változatosak: csak egy-egy rendszertani nem tartozott hozzájuk, ami meglepte a kutatókat.
Az elefántmadarak alacsony genetikai változatossága hozzájárulhatott kihalásukhoz
A legnagyobb ismert elefántmadárfaj, a Vorombe titan a mitokondriális genomok alapján valójában nem külön fajt takarhat, hanem az Aepyornis maximus faj hímeknél nagyobb méretű nőstény egyedeit. Ez a kutatók szerint nem lenne váratlan, hiszen az elefántmadarak legközelebbi rokonai az Új-Zélandon élő kivifélék (Apterygidae), amelyek nőstényei akár 120-180 százalékkal nagyobbak a hímeknél. Ha hipotézisüket a későbbi vizsgálatok megerősítik, az tovább erősítheti azt a képet, hogy az elefántmadarak változatossága alacsony volt.
A genetikai adatokból az is kiderült, hogy Madagaszkár északi részén a már ismert Aepyornis hildebrandti faj mellett egy genetikailag elkülönülő leszármazási vonal is élt, de a kutatók egyelőre nem tudták megállapítani, hogy másik fajról, alfajról vagy csak egy elkülönülő populációról van-e szó.
Grealy és kollégái szerint eredményeik azt mutatják, hogy az elefántmadarak alacsony genetikai változatosságuk miatt nehezebben tudtak megbirkózni az emberi tevékenység által az elmúlt évezredekben okozott környezeti változásokkal, és ez hozzájárulhatott kihalásukhoz.
Kapcsolódó cikkek a Qubiten:
