Před několika miliony let přišel na Havajské ostrovy předek skupiny pěvců zvaných medonosní. Ptáci se rozdělili na různé druhy, aby vyplnili nejrůznější výklenky, a existovali ve všem od grubů, mízy stromů po nektar z tropických květů. Až donedávna však vědci nevěděli přesně, jak mezi sebou různé druhy včel, které v současné době existují, spolu souvisejí - nebo jaký pták z pevniny byl jejich nejbližším předkem.
Nová studie týmu vědců Smithsonianů, publikovaná v Current Biology, shromáždila tuto hádanku a vyřešila záhadu. "Toto záření je jedním z přírodních vědeckých pokladů, které nabízí souostroví uprostřed Tichého oceánu, " říká Dr. Heather Lerner, profesor na Earlham College, který na studii pracoval jako postdoktorand v Smithsonian Conservation Biology Institute s Robem Fleischerem a Helen Jamesovou.
Většina druhů líbánky jsou pestrobarevné a zpívají kanárskou píseň. Ale kromě toho jsou pozoruhodně rozmanité. "Máte druhy včel, které jsou přizpůsobeny pro nektarivory, zatímco ostatní jedí semena, ovoce nebo dokonce hlemýždě, " říká Lerner. "Máte nějaké typy účtů, které jsou mezi ptáky jen jedinečné."
Stejně jako slavné pěnkavy, které Darwin studoval na Galápagosových ostrovech, vědci dlouho považovali včeláře za učebnicový příklad adaptivního záření - skupinu druhů, která se vyvinula tak, aby vyplnila řadu výklenků po příjezdu do nového stanoviště. "Ve snaze porozumět celé této rozmanitosti, pokud nechápete, jak a kdy se vyvinula, opravdu nemůžete vyzkoušet spoustu hypotéz, " říká Lerner. "Fylogeneze - individuální vztahy mezi druhy - jsou zásadní."
Aby bylo možné začít toto tajemství řešit, sbíral výzkumný tým vzorky DNA od široké škály ptáků. Kromě odběru vzorků všech 18 živých druhů lihovarů - a jedné nedávno zaniklé skupiny - odebrali DNA z 28 druhů ptáků, kteří se zdali sdílejí fyzikální vlastnosti s honeycreepers nebo mají podobné rozsahy.
Vědci pak použili nejmodernější techniky sekvenování DNA, z nichž některé byly vyvinuty během několika posledních let. Tyto metody byly klíčové, protože roztříštění spletitých vztahů mezi různými druhy vyžadovalo obrovské množství DNA, aby bylo možné najít společné rysy a rozdíly v genetických kódech. "Byli bychom v laboratoři navždy, kdybychom nepoužili nějaké nové technologie, " říká Lerner. "Udělali jsme tedy, že místo toho, abychom zkopírovali možná 500 párů bází DNA najednou, nebo 1000, udělali jsme 10 000 až 12 000 najednou." Je to úplná revoluce, pokud jde o sekvenování DNA. “
Vědci zkoumali řadu míst v DNA a hledali rozdíly mezi druhy. Stupeň variace poskytuje informace o tom, kdy se různé druhy od sebe lišily, protože DNA má tendenci v průběhu času mutovat stanovenou rychlostí. Čím více rozdílů existuje mezi druhy, tím dříve se jejich evoluční cesty lišily.
Nálezy týmu byly poněkud překvapivé: Jak se ukázalo, předek rosefinches, skupina druhů ptáků euroasijských, byl nejbližším příbuzným sdíleným všemi havajskými druhy lilek. Zakladatelé pěnkavy pravděpodobně přistěhovali na Havajské ostrovy někdy před 7, 2 až 5, 8 miliony let.
Havajská neobvyklá geologie hrála roli v rychlém vývoji mnoha druhů, které následovaly. Sopečné ostrovy se časem utvářely postupně, protože tichomořská tektonická deska se táhne přes „horké místo“ magmatu a každý nový ostrov poskytl novou příležitost k kolonizaci.
"Načasování, které dostaneme z naší kalibrace, naznačuje, že se tam dostali o době, kdy se formoval Kaua'i, " říká Fleischer. "Ale oni opravdu nezačali urychlovat proces rozdělení na různé linie, dokud se nevytvořil ostrov Oahu, když jste teď najednou měli prázdnou břidlici otevřeného stanoviště." Před 4 miliony až 2, 5 miliony let byla analýza DNA naznačuje, že honeycreepers podstoupil rychlé období speciace, s různými druhy vyvíjející se nové tvary účtu a další funkce využít mnoha nových výklenků k dispozici.
V posledních letech druhy medonosných trpěly značně ztrátou stanovišť a dalšími problémy způsobenými lidským vývojem, přičemž 38 druhů zaniklo. Výzkumný tým plánuje použití těchto technik analýzy DNA se vzorky odebranými z vyhynulých muzeálních vzorků, aby zjistil, kde se tento druh vejde do evolučního rodokmenu.
