Carolina parakeet extinction was driven by human causes, DNA sequencing reveals

Badacze z Instytutu Biologii Ewolucyjnej (IBE, wspólnego instytutu Uniwersytetu Pompeu Fabra (UPF) i Hiszpańskiej Narodowej Rady ds. Badań Naukowych (CSIC)) w Barcelonie oraz z Globe Institute na Uniwersytecie Kopenhaskim ujawnili genom papużki karolińskiej, uznanej za wymarłą na początku XX wieku. Naukowcy zbadali genom w poszukiwaniu znaków znalezionych w zagrożonych gatunków, ale nie znalazł ich, sugerując, że Carolina papużki wymarcie było gwałtowny proces, a więc wyłącznie przypisać do przyczyn ludzkich.

The Carolina papużki (Conuropsis carolinensis) jest ikoną Ameryki Północnej ptak uznany za wymarły na początku 20 wieku po śmierci ostatniego okazu w Cincinnati zoo w 1918 roku. Był to członek rodziny papug, który żył w najwyższej północnej szerokości geograficznej na naszej planecie i był rozprzestrzeniony od południowej Nowej Anglii do Zatoki Meksykańskiej i aż do wschodniego Kolorado. Miał uderzające wzór kolorów: zielony w organizmie, żółty na głowie i pomarańczowy na twarzy.

Despite latające w hałaśliwych stadach setek osobników, to było szeroko polowane w ostatnich dekadach 19 wieku, w części do uzyskania jego pióra do dekoracji kapeluszy. Mimo to, przyczyna jego wyginięcia pozostaje sporna. Chociaż jego nadmierna śmiertelność może być związane z jego niedawnego zniszczenia siedliska i aktywnego polowania, jego przetrwanie może być również negatywnie wpłynął na jego zakres, który stał się coraz bardziej fragmentaryczne lub narażenia na patogeny drobiu.

Teraz, międzynarodowy zespół naukowców, kierowany przez IBE Research Profesor Carles Lalueza-Fox i Globe Institute Profesor M. Thomas P. Gilbert zrekonstruował pierwszy kompletny genom wymarłej papużki karolińskiej, odsłaniając historię ewolucji i możliwą przyczynę wyginięcia tego paradygmatycznego ptaka.

Badacze pobrali próbki kości piszczelowej i opuszki palców naturalizowanego okazu zachowanego w prywatnej kolekcji w Espinelves (Girona, Hiszpania), który został zebrany przez katalońską przyrodniczkę Marię Masferrer (1856-1923). Aby zmapować kompletny genom wymarłego ptaka, musieli oni najpierw sekwencjonować genom bliskiego żyjącego krewnego, Aratinga solstitialis lub papużki nierozłączki z Ameryki Południowej.

Analiza genomowa obu genomów wraz z setkami innych ptasich genomów ustaliła, że papużka karolińska i papużka nierozłączka rozdzieliły się około 3 milionów lat temu, co zbiegło się z zamknięciem Przesmyku Panamskiego.

The Carolina papużki wykazały upodobanie do jedzenia cockleburs, roślina, która zawiera potężny toksyczny, który nie wpływa na ptaka, ale uczynił je notorycznie toksyczne dla drapieżników. Analiza genomowa ujawniła potencjalną adaptację do tej diety cocklebur w dwóch niezwykle konserwowanych białek, które są znane do interakcji z tym toxic.

Badacze zbadali również genom dla oznak chowu wsobnego i spadku populacji, które są czasami znaleźć w zagrożonych gatunków, ale nie znaleźć je, co sugeruje, że jego szybkie wyginięcie było głównie człowieka-pośrednika procesu. Teraz eksperci zastanawiają się, czy wyginięcie papużki karolińskiej byłoby możliwe. „Pomimo tego, że papużka karolińska pojawia się na wszystkich listach de-ekstynkcji, znaleźliśmy setki zmian genetycznych przewidywanych jako szkodliwe z najbliższym żyjącym krewnym, papużką słoneczną, co wskazuje na ogromne trudności w podejmowaniu takich przedsięwzięć” – mówi Lalueza-Fox.

Metodologia opracowana do rekonstrukcji historii wymierania na podstawie genomu ptaków może być wykorzystana w przyszłości do przewidywania innych możliwych wymierań związanych z działalnością człowieka, a także do dalszej ochrony zagrożonych gatunków poprzez zastosowanie planów ochrony w czasie. „Możemy wykorzystać genomikę do badania dynamiki innych procesów wymierania i wnioskować, czy są one w całości spowodowane przez człowieka, ponieważ długotrwałe spadki demograficzne pozostawiają specyficzne sygnały w genomach gatunków” – podsumowuje Lalueza-Fox.

Co ciekawe, projekt ten rozpoczął się w katalońskim programie popularnonaukowym „Quèquicom”, kierowanym przez profesora UPF Jaume Vilaltę. Pere Renom, doktorant w IBE i reporter programu TV3, odkrył, że jeden okaz papużki karolińskiej, który został zebrany przez katalońskiego przyrodnika na początku XX wieku w USA, był zachowany w prywatnej kolekcji w Espinelves (Girona, Hiszpania). Renom skontaktował się z Laluezą-Fox, aby sfilmować cały proces rekonstrukcji genomu z wypchanego okazu, aby opowiedzieć o de-ekstynkcji dla programu TV3. „Renom skontaktował się ze mną, pytając, czy byłbym zainteresowany próbą odzyskania DNA z okazu, a historia zakończyła się dwa lata później z pierwszym kompletnym genomem tego północnoamerykańskiego ptaka wykonanym w IBE”, wyjaśnia Lalueza-Fox.

Pełną historię odkrycia można zobaczyć w odcinku „Quèquicom” o nazwie „Desextinció: reviure una espècie”, niedawno nagrodzonym hiszpańską nagrodą Prismas jako najlepsze wideo rozpowszechniania naukowego 2019 roku.

.