Un estudio sin precedentes redibuja el árbol de la vida de las aves

Un nuevo mapa genético de casi todas las especies de aves vivas ha sacudido el árbol evolutivo de las aves, dispersando a algunos de los descendientes de dinosaurios emplumados a nuevas perchas y agregando extrañas florituras a sus cuentos.

Los loros se posan más cerca de los pájaros cantores, las palomas han caído a las ramas inferiores, un pequeño reyezuelo comparte un linaje asesino con el águila y los flamencos de patas de lápiz anidan cerca del somormujo que se zambulle profundamente, según una serie de estudios publicados en línea en la revista Science. .

El esfuerzo multimillonario de cuatro años, que trazó un mapa de todo el genoma que cubre 48 especies de aves, 45 de ellas nunca antes cartografiadas, proporciona una enorme base de datos para la investigación que afecta la salud humana. Los pollos, los pinzones y las palomas se utilizan comúnmente en los laboratorios, lo que ofrece información sobre el desarrollo del cerebro humano y el feto, los riesgos ambientales y los impedimentos del habla.

El esfuerzo de más de 200 investigadores en 80 instituciones en todo el mundo habría llevado unos 400 años para que una computadora lo lograra, y culminó con la publicación simultánea de 28 estudios. Los investigadores dijeron que esperan que surjan muchos hallazgos nuevos en los próximos meses.

Con más de 10,000 especies, las aves son la clase más diversa de vertebrados de cuatro extremidades en la Tierra, y durante siglos han fascinado a los humanos, quienes los domesticaron para alimentarse, los entrenaron como cazadores, los enjaularon para tener compañía, los usaron para detectar gases mortales. en las minas de carbón o simplemente mirándolos. AAAS, Carla Schaffer • Associated Press Esta foto sin fecha proporcionada por AAAS a través de la revista Science muestra algunas de las diversas especies de aves en el Museo Nacional de Historia Natural en Washington que fueron analizadas para un nuevo estudio. En una serie de artículos publicados el jueves 11 de diciembre de 2014 por la revista Science, los científicos produjeron un nuevo árbol genealógico para casi todas las especies de aves vivas en la actualidad, basándose en un análisis de ADN masivo para obtener información sobre la historia evolutiva. (Foto AP / AAAS, Carla Schaffer)

'Además de ser muy carismáticos, las aves también son descendientes vivos de los dinosaurios', dijo Tom Gilbert, jefe de la sección de genómica evolutiva del Museo de Historia Natural de Dinamarca y autor de varios de los estudios. No obstante, dijo Gilbert, 'ha sido muy, muy difícil para la gente resolver la relación simple entre diferentes órdenes de aves'.

Al mapear 45 nuevos genomas de cada uno de los 30 órdenes de aves, el Consorcio de Filogenómica Aviar reordenó ese árbol y abrió caminos hacia una mejor comprensión de los humanos. Un estudio mostró analogías notables entre los genes involucrados en el aprendizaje vocal de las aves y las áreas del habla del cerebro humano, por ejemplo.



'Hay muchos trastornos que afectan el habla, y no podemos estudiar primates o ratones no humanos para estos', dijo el coautor del estudio Erich Jarvis, neurobiólogo de la Facultad de Medicina de la Universidad de Duke y del Instituto Médico Howard Hughes.

Los métodos iniciados por el consorcio podrían revolucionar la forma en que se analizan los datos del genoma, dijo el matemático e informático Tandy Warnow de la Universidad de Illinois en Urbana-Champaign.

'De hecho, podemos cambiar los árboles en otros grupos, como los mamíferos, cuando los volvemos a analizar con mejores métodos', dijo Warnow.

Aún así, para los ornitólogos y los observadores de aves de patio trasero, el efecto inmediato de los estudios se encontraba en su potencial para resolver, o extender, debates de larga data sobre los descendientes de dinosaurios. Los investigadores ahora sugieren que las aves experimentaron varias radiaciones paralelas del 'big bang' en una amplia gama de especies poco después de la extinción de los dinosaurios terrestres hace unos 66 millones de años.

Desde entonces, distintas especies de aves obtuvieron dos veces de forma independiente la capacidad de aprender sonidos: los colibríes y el antepasado de los loros y pájaros cantores. Al menos otras dos veces, las ramas perdieron el aprendizaje vocal, entre los reyezuelos de Nueva Zelanda y un grupo que incluye hormigueros y saltamontes, según los estudios.

Otras aves, como el emú y el avestruz, abandonaron el vuelo y casi todas perdieron el ovario derecho.

Y hace unos 65 millones de años, un depredador ápice probablemente dio lugar a todas las principales aves terrestres, desde el diminuto pinzón hasta el enorme pájaro terrorista de América del Sur, ahora extinto, según los estudios.

'Estamos sugiriendo que el ancestro común de las aves terrestres centrales era un depredador ápice, y que este rasgo depredador se ha perdido varias veces', dijo Jarvis.

En una escala más pequeña, finalmente parece haber una respuesta a por qué las gallinas no tienen dientes: el antepasado común de todas las aves perdió un puñado de genes que regulan los dientes hace unos 116 millones de años, dejando que los descendientes evolucionen picos córneos y un tracto digestivo. que muele la comida, dijo un estudio.

Al final, el genoma general era un tercio más pequeño que el de la mayoría de los mamíferos, dijo Guojie Zhang, jefe de genómica comparativa del Banco Nacional de Genómica del Instituto de Genómica de Beijing en Shenzhen.

Los estudios mostraron que contiene alrededor de 1.050 millones a 1.260 millones de pares de bases, que forman la red de la doble hélice del ADN (que es aproximadamente un tercio del tamaño del genoma humano).

'El genoma de las aves ha experimentado una pérdida genética masiva', dijo Zhang. 'Descubrimos que 1.600 genes están completamente ausentes en todos los genomas de las aves'. Algunos de ellos se consideran cruciales para otros animales, incluidos los genes que regulan los pulmones flexibles y los asociados con los órganos sexuales, dijo Zhang.