Ученые выяснили, как страусы и киви разучились летать

Долгое время палеонтологи и биологи считали, что все эти птицы произошли от одного общего предка.

Масштабный генетический анализ геномов всех бескилевых птиц показал, что они потеряли способность летать независимо друг от друга в результате накопления случайных мутаций в "мусорной" ДНК, а не в результате повреждения одних и тех же генов у их общего предка. Об этом пишут ученые в журнале Science.

"Наше исследование объясняет то, откуда в Новой Зеландии появились миниатюрные киви и гигантские птицы-моа, вымершие совсем недавно. Предки последних прилетели сюда из Южной Америки, а первые могли вдобавок и мигрировать пешком из соседней Австралии, когда она была частью Гондваны", — рассказывает Пол Гарднер (Paul Gardner) из университета Отаго (Новая Зеландия).
Долгое время люди считали африканских страусов необычными, но не уникальными птицами, чья родословная не была связана с историей эволюции других пернатых. Древние греки связывали их с воробьями, а натуралисты нового времени – с курами.
Эти представления пошатнулись после того, как путешественники обнаружили множество других птиц, не умеющих летать, на двух других континентах – в Австралии и в Южной Америке. Открытие страусов-эму, миниатюрных и незаметных киви, а также агрессивных казуаров и причудливых тинаму заставило ученых объединить их всех в подкласс так называемых бескилевых птиц в начале прошлого века.

Долгое время палеонтологи и биологи считали, что все эти птицы произошли от одного общего предка, жившего на Земле еще в эпоху динозавров, и расселились по Земле еще до раскола Гондваны. Эта идея объясняла то, как подобные бескрылые существа смогли распространиться по трем континентам и при этом сохранить общие черты анатомии.
В последние десять лет ее начали критиковать генетики, обнаружившие намеки на то, что бескилевые птицы не приходятся прямыми родственниками друг другу и не имеют одного общего предка. Эти же открытия заставили Гарднера и ученых из Гарварда задуматься о том, как именно эти птицы потеряли способность летать и когда это произошло.
Для этого ученые расшифровали и проанализировали геномы всех видов страусов, киви, казуаров, а также несколько "воскрешенных" участков ДНК моа, извлеченных из костей этих вымерших птиц. Они сравнили их генетический материал с тем, как был устроен геном нескольких видов тинаму, сохранивших способность к полету.

Их интересовали различия не только в генах, кодирующих белки, но и в так называемой "мусорной" ДНК. Она часто содержит в себе так называемые регуляторные элементы, короткие последовательности "букв"-нуклеотидов, которые заставляют клетку активнее считывать определенные гены или блокируют их работу, а также влияет на них иными путями.

Этот анализ раскрыл несколько интересных или просто неожиданных вещей. Во-первых, ученые обнаружили, что страусы-нанду были ближе с точки зрения генетики к новозеландским киви и австралийским эму, чем к тинаму или африканским страусам, как считают многие орнитологи.
Во-вторых, они обнаружили, что фактически каждый вид бескилевых птиц потерял способность летать "самостоятельно", уже после того, как их предки разделились. В общей сложности, как показывают расчеты генетиков, это произошло шесть раз, причем в каждом случае мутации появлялись в самых разных наборах генов.

Что самое интересное, почти все изменения, связанные с потерей способности летать, произошли не в участках генома, кодирующих белки, а в регулирующей "мусорной" ДНК. Иными словами, поменялись не сами гены, отвечающие за рост конечностей, а те участки, которые управляли их активностью.
Подобное открытие, как считают Гарднер и его коллеги, объясняет то, почему ученым раньше не удавалось однозначно объяснить то, как страусы, киви и прочие бескилевые птицы потеряли крылья. С другой стороны, как передает онлайн-издание Science News, биологи-эволюционисты уже не согласились с выводами генетиков, отмечая, что они чрезмерно выпячивают роль регуляторных элементов, сообщает РИА Новости.

Фото pixabay.com