Carolina-papukaijan sukupuutto johtui ihmisen aiheuttamista syistä, DNA-sekvensointi paljastaa

Barcelonassa sijaitsevan evoluutiobiologian instituutin (IBE, Pompeu Fabra -yliopiston (UPF) ja Espanjan kansallisen tutkimusneuvoston (CSIC) yhteinen instituutti) ja Kööpenhaminan yliopiston Globe-instituutin tutkijat ovat paljastaneet 1900-luvun alussa sukupuuttoon kuolleeksi julistetun karoliinapapukaijan genomin. Tutkijat tutkivat genomia uhanalaisissa lajeissa esiintyvien merkkien varalta, mutta eivät löytäneet niitä, mikä viittaa siihen, että karoliinipapukaijan sukupuuttoon kuoleminen oli äkillinen prosessi ja siten yksinomaan ihmisen aiheuttama.

Karoliinipapukaija (Conuropsis carolinensis) on ikoninen pohjoisamerikkalainen lintu, joka julistettiin sukupuuttoon 1900-luvun alussa sen jälkeen, kun viimeinen yksilö kuoli Cincinnatin eläintarhassa vuonna 1918. Se oli papukaijojen suvun jäsen, joka asui planeetan korkeimmalla pohjoisella leveysasteella, ja sen levinneisyysalue ulottui Uuden-Englannin eteläosasta Meksikonlahdelle ja aina Coloradon itäosaan asti. Sillä oli silmiinpistävä värikuvio: vartalo oli vihreä, pää keltainen ja kasvot oranssit.

Huolimatta siitä, että se lensi meluisissa satojen yksilöiden parvissa, sitä metsästettiin 1800-luvun viimeisinä vuosikymmeninä laajalti muun muassa siksi, että sen höyheniä saatiin hattujen koristeluun. Silti sen sukupuuton syy on edelleen kiistanalainen. Vaikka sen liiallinen kuolleisuus saattaa hyvinkin liittyä sen viimeaikaiseen elinympäristön tuhoutumiseen ja aktiiviseen metsästykseen, sen eloonjäämiseen on voinut vaikuttaa kielteisesti myös se, että sen levinneisyysalue on muuttunut yhä hajanaisemmaksi, tai altistuminen siipikarjan taudinaiheuttajille.

Nyt kansainvälinen tutkijaryhmä, jota johtavat IBE:n tutkimusprofessori Carles Lalueza-Fox ja Globe-instituutin professori M. Thomas P. Gilbertin johdolla on rekonstruoinut ensimmäisen kerran sukupuuttoon kuolleen karoliinisen papukaijan täydellisen genomin, joka paljastaa tämän paradigmaattisen linnun evoluutiohistorian ja mahdollisen sukupuuton syyn.

Tutkijat ottivat näytteet sääriluu- ja varpaanpohjanäytteistä luonnontilaiselta yksilöltä, joka on säilynyt yksityisessä kokoelmassa Espinelvesissä (Gironassa, Espanjassa), ja jonka on kerännyt katalonialainen luonnontutkija Marià Masferrer (1856-1923). Jotta sukupuuttoon kuolleen linnun täydellinen genomi saatiin kartoitettua, heidän oli ensin sekvensoitava läheisen elävän sukulaisensa, Etelä-Amerikasta peräisin olevan Aratinga solstitialis- eli aurinkopapukaijan genomi.

Kummankin genomin genomianalyysi yhdessä satojen muiden lintujen genomien kanssa osoitti, että karoliinapapukaija ja aurinkopapukaija erosivat toisistaan noin 3 miljoonaa vuotta sitten, mikä osui yksiin Panaman kannaksen sulkeutumisen kanssa.

Karoliinapapukaija osoitti mieltymystä syödä kukkahattuja, kasvia, joka sisältää voimakasta myrkkyä, joka ei vaikuttanut lintuun mutta teki niistä tunnetusti myrkyllisiä saalistajille. Genomianalyysi paljasti mahdollisen sopeutumisen tähän cocklebur-ruokavalioon kahdessa erittäin konservoituneessa proteiinissa, joiden tiedetään olevan vuorovaikutuksessa tämän myrkyn kanssa.

Tutkijat tutkivat genomia myös merkkien etsimällä merkkejä sisäsiitoksesta ja populaatioiden pienenemisestä, joita toisinaan havaitaan uhanalaisilla lajeilla, mutta eivät löytäneet niitä, mikä viittaa siihen, että lajin nopea sukupuuttoon kuoleminen on ollut pääosin ihmisen välittämä prosessi. Nyt asiantuntijat pohtivat, olisiko karoliinipapukaijan sukupuuttoon hävittäminen mahdollista. ”Huolimatta siitä, että karoliinipapukaija esiintyy kaikilla sukupuuttoon hävittämislistoilla, löysimme satoja geneettisiä muutoksia, joiden ennustetaan olevan haitallisia lähimmän elävän sukulaisen, aurinkopapukaijan, kanssa, mikä osoittaa, että tällaisiin yrityksiin ryhtyminen on valtavan vaikeaa”, Lalueza-Fox sanoo.

Lintujen perimän perusteella tapahtuvan sukupuuttohistorian rekonstruoimiseksi kehitettyä metodologiaa voitaisiin tulevaisuudessa käyttää muiden mahdollisten ihmisen aiheuttamien sukupuuttojen ennakoimiseen ja uhanalaisten lajien suojelun jatkamiseen soveltamalla suojelusuunnitelmia ajoissa. ”Voimme käyttää genomiikkaa testataksemme muiden sukupuuttoprosessien dynamiikkaa ja päätellä, ovatko ne kokonaan ihmisen aiheuttamia, koska pitkäaikaiset demografiset taantumat jättävät erityisiä signaaleja lajien genomeihin”, Lalueza-Fox toteaa lopuksi.

Interenkiintoista on, että tämä hanke sai alkunsa UPF:n professorin Jaume Vilaltan vetämässä katalonialaisessa populaaritieteellisessä ohjelmassa ”Quèquicom”. IBE:n tohtorikoulutettava ja TV3:n ohjelman toimittaja Pere Renom havaitsi tuolloin, että yksi karoliinipapukaijan yksilö, jonka katalonialainen luonnontieteilijä oli kerännyt 1900-luvun alussa Yhdysvalloista, säilyi yksityisessä kokoelmassa Espinelvesissä (Girona, Espanja). Renom otti yhteyttä Lalueza-Foxiin, jotta tämä kuvaisi koko genomin rekonstruointiprosessin täytetystä yksilöstä puhuakseen sukupuuttoon kuolemisesta TV3-ohjelmaa varten. ”Renom otti minuun yhteyttä ja kysyi, olisinko kiinnostunut yrittämään DNA:n talteenottoa näytteestä, ja tarina päättyi kaksi vuotta myöhemmin IBE:ssä tehtyyn ensimmäiseen täydelliseen genomiin tästä pohjoisamerikkalaisesta linnusta”, Lalueza-Fox selittää.

Kokonaisvaltainen tarina löydöstä on nähtävissä Quèquicomin jaksossa ”Desextinció: reviure una espècie”, joka palkittiin hiljattain espanjalaisella Prismas-palkinnolla vuoden 2019 parhaana tieteellisen tiedonjulkistamisen videona.

.