На окраску североамериканских птиц повлияло межродовое скрещивание

Гибридизация между популяциями и видами — важный механизм передачи адаптивных признаков. Развитие геномных технологий позволило изучать давние события гибридизации, происходившие вплоть до миллионов лет назад. В новой работе ученые из США описали передачу генов, ответственных за окраску, между родами птиц семейства древесницевых, или лесных певунов (Parulidae) в ходе множества событий гибридизации.

Семейство, населяющее исключительно Новый Свет, претерпело стремительную радиацию с наибольшими темпами видообразования среди описанных для певчих птиц. В настоящее время древесницевые насчитывают 18 родов и более сотни видов, многие из которых характеризуются яркими окрасами. С одной стороны, дивергенция связанных со половым отбором признаков — окраса и песни — способствует видообразованию. С другой стороны, молодые виды часто образуют зоны гибридизации, обеспечивающие передачу генов.

Авторы статьи в PLOS Biology секвенировали геномы 480 птиц почти из всех таксонов семейства — 100 видов из 17 родов. Построенное на их основе филогенетическое дерево за некоторыми исключениями соответствовало принятой классификации семейства.

Далее исследователи построили дерево на основе последовательности гена BCO2, который кодирует фермент, разрезающий желтые каротиноиды и играющий важную роль в формировании окраски. Это дерево существенно отличалось от того, что было построено по полным геномам. Так, по BCO2, но не по полным геномам вместе кластеризовались роды Vermivora и Geothlypis, а также Leiothlypis с Setophaga и Cardellina, что указывает на гибридизацию между этими группами.

Более подробный анализ нуклеотидных замен в BCO2 позволил выявить предполагаемое направление потока генов в группе Leiothlypis-Setophaga-Cardellina: от Leiothlypis к одному из видов Setophaga или Cardellina, где в гене появляется мутация. Далее новый гаплотип распространился по остальным видам реципиентам, у которых присутствует общий участок в 68 п.н. с мутациями, предположительно повышающими накопление жёлтых пигментов в перьях. При этом расчетное время расхождения для анализируемых групп птиц — 2,6–8,1 миллиона лет, а события гибридизации произошли 0,5–2 миллиона лет назад. Хотя гибридизация между настолько удаленными видами не является уникальным событием, факт гибридизации между родами представляет интерес для эволюционных биологов.

Авторы также обнаружили свидетельства передачи ключевого для формирования красных пигментов гена BDH1L от рода Cardellina двум видам рода Myioborus, а также перенос еще одного ответственного за красную окраску гена CYP2J19 внутри рода Myioborus.

Таким образом, интрогрессия между родами оказала значительное влияние на формирование окраски одного из самых ярких семейств Нового Света.

Цвет яиц у кукушек наследуется по материнской линии