Több millió évvel ezelőtt a méhsejtként ismert énekesmadarak csoportának ősöse megérkezett a Hawaii-szigetekre. A madarak különféle fajokra osztódtak, hogy különféle fülkeket töltsenek ki, a grubtól kezdve a fákig és a trópusi virágok nektárján keresztül. De a közelmúltig a tudósok nem tudták pontosan, hogy a jelenleg létező különféle mézeskalácsfajok hogyan kapcsolódnak egymáshoz - vagy a szárazföldről melyik madár volt a legközelebbi őseik.
A Smithsonian tudósok egy csoportja által a Current Biology- ban kiadott új tanulmány összeállította ezt a rejtvényt és megoldotta a rejtélyt. "Ez a sugárzás az egyik természetes tudományos kincs, amelyet a Csendes-óceán közepén kínál a szigetcsoport" - mondja Dr. Heather Lerner, az Earlham Főiskola professzora, aki posztdoktori kutatóként dolgozott a Smithsonian Conservation Biology Institute-ban. Rob Fleischerrel és Helen James-kel.
A legtöbb kúpfaj élénk színű és kanári-szerű dalt énekel. De ezen túlmenően rendkívül változatosak. "Van mézmadár faja, amely adaptálva van a nektarivizmusra, mások magot, gyümölcsöt vagy akár csigát esznek" - mondja Lerner. "Van néhány számlátípus, amelyek csak a madarak körében egyediek."
Mint a Darwin által a Galápagos-szigeteken tanulmányozott híres pintyeknek, a tudósok már régóta a méhseregéket az adaptív sugárzás tankönyvének példájának tekintik - egy olyan fajcsoportot, amely úgy fejlődött ki, hogy különféle réseket töltsön ki új élőhelyre érkezésekor. "Ha megpróbálja megérteni ezt a sokféleséget, ha nem érti, hogyan és mikor alakult ki, akkor nem tesztelhet sok hipotézist" - mondja Lerner. "A filogenia - a fajok közötti egyedi kapcsolatok - alapvető fontosságúak."
A rejtély rendezésének megkezdése érdekében a kutatócsoport DNS-mintákat gyűjtött sokféle madárból. A mintavétel mellett mind a 18 élő mézmaradékfajból - és egy nemrégiben kihalt csoportból - 28 madárfajtól vették DNS-t, amelyek úgy tűnik, hogy fizikai jellemzőikkel rendelkeznek a mézsejtűekkel, vagy hasonló tartományúak.
A kutatók ezt követően élvonalbeli DNS-szekvenálási technikákat alkalmaztak, amelyek közül néhányat az elmúlt években fejlesztettek ki. Ezek a módszerek döntő jelentőségűek voltak, mivel a különféle fajok közötti kusza kapcsolatok rendezése nagy mennyiségű DNS-t igényelt a genetikai kódok közös vonásainak és különbségeinek megtalálásához. „Örökké a laborban lennénk, ha nem használtunk volna új technológiákat” - mondja Lerner. „Tehát amit csináltunk, az ahelyett, hogy egyszerre akár 500 DNS-bázispárt, akár 1000-et másolnánk, egyszerre 10 000–12 000-et csináltunk. Ez egy teljes forradalom a DNS-szekvenálás szempontjából. "
A tudósok a DNS helyének sorozatát vizsgálták a fajok közötti eltérések keresésére. Az a variáció mértéke, amely információt nyújt arról, hogy a különféle fajok miért különböztek egymástól, mivel a DNS hajlamos arra, hogy az idő múlásával meghatározott sebességgel mutálódjon. Minél több különbség létezik a fajok között, annál régebbre változtak evolúciós útvonalaik.
A csoport megállapításai kissé meglepőek voltak: Mint kiderült, a rózsafüzér őse, az eurázsiai madárfajok csoportja volt a legközelebbi rokon az összes hawaii mézmászó faj számára. Az alapító pintyek 7, 2 és 5, 8 millió évvel ezelőtt valószínűleg bevándoroltak a Hawaii-szigetekre.
Hawaii szokatlan geológiája szerepet játszott a sok mézsejt faj gyors fejlődésében, amelyet követtek. A vulkáni szigetek időről időre kialakultak, amikor a csendes-óceáni tektonikus lemezt egy magma „forró pontján” húzták át, és minden új sziget új lehetőséget adott a gyarmatosításra.
„A kalibrálásból származó időzítés azt sugallja, hogy odaérkeztek arra az időre, amikor Kaua'i kialakult” - mondja Fleischer. „De nem igazán kezdték felgyorsítani a különböző törzsekre történő felosztásukat, amíg Oahu szigete nem alakult, amikor hirtelen üres pala nyílt élőhely volt.” 4 és 2, 5 millió évvel ezelőtt, a DNS-elemzés jelzi, hogy a mézmászóknak gyorsan megbeszélés esett át, a különféle fajok új számla formákat és egyéb jellemzőket fejlesztettek ki, hogy kihasználják a rendelkezésre álló sok új rést.
Az utóbbi években a mézkivágó fajok nagymértékben szenvedtek az élőhelyek elvesztése és az emberi fejlődés által okozott egyéb problémák miatt, 38 faj kihalt. A kutatócsoport azt tervezi, hogy ezeket a DNS-elemzési technikákat a kihalt múzeummintákból vett mintákkal fogja használni, hogy megtudja, hol illenek a fajok az evolúciós családfába.
