Странная певчая птица раскрыла генетику своих несовпадающих окрасов

Невероятно редкая гибридная певчая с несоответствующими цветовыми узорами позволила исследователям отделить генетические факторы двух черт, которые обычно идут комплексно: черная маска для лица и черная пятнистость на горле у синекрылых и золотокрылых певчих птиц. Новое исследование, описывающее необычную птицу и определяющее местоположение в геноме, которое контролирует лицевую маску и пластырь на горле, появилось в Интернете в журнале. Экология.


«Златокрылые певчие птицы имеют как черную маску на лице, так и черную повязку на горле, в то время как у голубокрылых певчих птиц нет ни того, ни другого», — сказала Марселла Баиз, научный сотрудник Пенсильванского университета и первый автор исследования. «Когда особи каждого вида спариваются друг с другом, почти все их гибридные потомки имеют одинаковые черты, поэтому присутствуют оба черта черного оперения или оба отсутствуют. Но мы поймали эту очень странную птицу, которая почти полностью похожа на златокрылую камышевку. но отсутствует черное горло «.

Исследователи полагают, что эта уникальная комбинация встречается менее чем у 0,5% гибридных певчих птиц. Насколько им известно, этот тип гибрида ранее был зарегистрирован только один раз у птицы, собранной в 1934 году и описанной в 1951 году из музейной коллекции.

«Первоначально мы нашли эту птицу благодаря совету местного птицевода, который работает в экологическом центре Шейверз-Крик», — сказал Дэвид Тьюс, профессор биологии Пенсильванского университета и автор исследования. «Он предположил, что близлежащая местность кажется хорошей средой обитания певчих птиц, а также загрузил данные наблюдений за певчими птицами в приложение eBird, которое ученые могут использовать в своих исследованиях. Мы отправились на разведку, когда заметили эту уникальную и интересную птицу. Мы тщательно сфотографировали ее. птица, чтобы мы могли задокументировать ее оперение, взяли образец крови, чтобы определить последовательность ее генома, а затем опубликовали его «.

В предыдущем исследовании исследователи секвенировали геномы голубокрылых и златокрылых певчих птиц и их гибридов и определили небольшую область, которая определяет черную окраску у этих птиц выше гена сигнального белка агути (ASIP). Но поскольку эти две черты почти всегда наследуются вместе, было неясно, регулирует ли ASIP эти черты вместе или по отдельности.

«Поскольку у нас уже были данные о секвенировании генома родительских видов и гибридов с совпадающим цветом лица и горла, секвенирование генома несоответствующей птицы позволило нам отделить генетические области, лежащие в основе лицевой маски, по сравнению с патчем на горле», — сказал Байз.

Команда подтвердила, что ранее идентифицированная область связана с участком черного горла, а также определила новое место — поблизости, но выше по течению в геноме — которое, по их мнению, связано с черной маской для лица. Чтобы у этих птиц появился черный пигмент, две копии (по одной на каждой хромосоме) должны были исходить от златокрылой камышевки, что позволяет предположить, что это «рецессивные» черты. Наличие одной или обеих копий голубокрылой камышевки в этих пятнах приводит к отсутствию лицевой маски или нашивки на горле.

«Более ста лет назад биолог по имени Джон Тредуэлл Николс выдвинул гипотезу о рецессивной окраске горла», — сказал Тэйвз. «Позже, когда Кеннет Паркс описал редкий гибрид в 1951 году, он предположил, что если бы цвет горла и маски контролировался отдельно, их нужно было бы каким-то образом связать или расположить очень близко друг к другу в геноме. Паркс описал свою теорию как« генетическая проблема для будущих исследований », и мы смогли подтвердить обе теории с помощью современных генетических инструментов».

Исследователи предполагают, что идентифицированные ими местоположения могут быть расположены в двух отдельных промоторных областях для гена ASIP, которые включают или выключают ген в разных контекстах. Поскольку они расположены так близко друг к другу на хромосоме, промоторы обычно наследуются вместе — даже если генетический материал перетасовывается между хромосомами во время воспроизводства — что может объяснить, почему большинство гибридов несут оба или ни один из этих признаков черного оперения. Однако несовпадающая птица, вероятно, была результатом чрезвычайно редкого случая, когда это было не так, за которым последовало несколько поколений обратного скрещивания с златокрылыми певчими птицами.