Разноцветные перья этого гибридного колибри - генетическая загадка

Что касается птиц, то крошечные стремительные колибри очень хорошо разбираются в цветах - они могут видеть оттенки, которые мы не можем себе представить. Их перья также бывают разных оттенков, что, как считается, помогает самцам находить себе пару во время ухаживания. Некоторые самки даже используют яркие перья, чтобы казаться самцом, чтобы другие птицы не беспокоили их.

Они могут быть фиолетовыми, как у колибри Люцифера (Calothorax lucifer), ярко-бирюзовыми, как у колибри Риволи (Eugenes fulgens), а розовозобая блестящая колибри (Heliodoxa gularis) имеет соответствующее название. Биологи все еще выясняют роль этих цветов и то, как они проявляются в перьях колибри.

"Я ищу в мире птиц интересные цвета и пытаюсь понять физику того, как эти цвета образуются. Зная это, я могу понять, почему некоторые из этих цветов могут развиваться быстрее или почему в определенных регионах мира встречаются более яркие виды", - рассказал PopSci эволюционный биолог Чад Элиасон из Чикагского музея Филда.

Однако, когда группа ученых обнаружила обычно розовую горластую колибри Heliodoxa, у которой вместо горла было золотое, они решили, что это совершенно новый вид. ДНК показала кое-что еще - золотистая птица была никогда ранее не документированным гибридом двух видов розовощеких колибри.

Команда описала эту уникальную птицу, которую они впервые встретили во время полевых работ в изолированном национальном парке Cordillera Azul в центральной части Перу, в исследовании, опубликованном 28 февраля в журнале Royal Society Open Science.

Я посмотрел на птицу и сказал себе: "Эта штука не похожа ни на что другое". Моей первой мыслью было, что это новый вид", - сказал Джон Бейтс, куратор птиц в Чикагском музее Филда и соавтор исследования, в своем заявлении.

Команда собрала дополнительные данные в ДНК-лаборатории музея, чтобы подтвердить этот сюрприз, и обнаружила, что по некоторым признакам он совпадает с одним из видов розовозобых колибри, обитающих в этом районе, Heliodoxa branickii (H. branickii). Тем не менее, большинство колибри не так сильно различаются в пределах своего вида,

При секвенировании ДНК изучалась митохондриальная ДНК - генетический материал, который передается только по материнской линии. Митохондриальная ДНК дала четкий результат, который соответствовал H. branickii.

Когда команда проанализировала ядерную ДНК птицы, в которой есть вклад от обоих родителей, она показала сходство как с H. branickii, так и с генетическим родственником, Heliodoxa gularis (H. gularis).

Однако эта птица не была наполовину branickii и наполовину gularis. Один из ее предков, должно быть, был наполовину и наполовину, а последующие поколения затем спаривались с более многочисленными птицами branickii.

Для того чтобы ответить на вопрос, как два вида розовощеких птиц в итоге произвели нерозовощекий гибрид, команде пришлось изучить сложные способы определения переливчатого цвета перьев. Пигменты, такие как каротиноиды (красный и желтый) и меланин (черный), придают перьям их основной цвет, но структура клеток пера и то, как свет отражается от них, создает структурный цвет. В результате в перьях появляется переливающаяся радуга.

"Мы знали, что

Электронный микроскоп исследовал субклеточный уровень структуры перьев горла, а спектроскопия позволила измерить, как свет отражается от перьев, создавая различные цвета. Были обнаружены тонкие различия в происхождении цветов родителей колибри, что может объяснить, почему гибридное потомство дало столь разительно отличающийся цвет.

"Существует не один способ получения пурпурного цвета с радужными переливами", - сказал Элиасон в своем заявлении. "Родительские виды имеют свой собственный способ получения пурпурного цвета, и именно поэтому, я думаю, вы можете получить такой нелинейный или удивительный результат, когда смешиваете эти два рецепта для получения цвета перьев".

Иногда гибриды встречаются единично или не могут размножаться, как мулы, но в других случаях они образуют новые виды. Хотя неясно, насколько распространены такие гибриды колибри, команда считает, что они могут внести свой вклад в разнообразие структурных цветов, встречающихся на семейном древе колибри.

Они подсчитали, что для эволюции этого перехода от розового к золотому цвету у одного вида птиц потребуется от шести до 10 миллионов лет, основываясь на скорости эволюции цвета, наблюдаемой у колибри.

По словам Элиасона, в масштабах эволюционного времени шесть-десять миллионов лет - это довольно быстро. Дальнейшее изучение поможет им понять, сколько поколений требуется для того, чтобы произошли эти странные изменения, и применить некоторые новые инструменты генетики и секвенирования генома к более старым исследованиям колибри.