Lo studio più ampio mai condotto sui genomi degli uccelli ha prodotto un quadro straordinariamente chiaro del loro albero genealogico. La ricerca, pubblicata sulla rivista Nature Today, ha mostrato che la maggior parte dei moderni gruppi di esemplari sono comparsi per la prima volta entro 5 milioni di anni dall’estinzione dei dinosauri.
Uccelli: le rivelazioni del nuovo albero genealogico
Gli uccelli sono una parte importante della nostra vita, un segno della natura anche nelle città. Sono popolari tra il grande pubblico e ben studiati dagli scienziati. Ma inserire tutti gli esemplari in un albero genealogico è stato particolarmente difficile.
Analizzando i genomi di oltre 360 specie di esemplari, il nostro studio ha identificato le relazioni fondamentali tra i principali gruppi di specie viventi. Il nuovo albero genealogico ribalta alcune idee precedenti sulle relazioni tra essi, rivelando anche alcuni nuovi raggruppamenti.
Studi precedenti hanno dimostrato che l’albero genealogico ha tre rami principali: il primo ramo contiene i tinami e i ratiti, che includono specie incapaci di volare come l’emù, il kiwi e lo struzzo.
Il secondo ramo contiene gli esemplari terrestri e acquatici: galline, anatre e così via. Tutti gli altri uccelli siedono sul terzo ramo, noto come Neoaves, che comprende il 95% di tutte specie.
Il ramo Neoaves comprende dieci gruppi di uccelli. La maggior parte di questi sono quelli che i biologi hanno chiamato i “magnifici sette”: esemplari terrestri, acquatici, tropici, cuculi, succiacapre, colombe e fenicotteri. Gli altri tre gruppi sono conosciuti come gli “orfani” e comprendono gli uccelli limicoli, le gru e l’hoatzin, una specie originaria del Sud America.
I rapporti tra questi dieci gruppi, soprattutto tra gli orfani, sono stati particolarmente difficili da risolvere. Lo studio sul genoma ha mostrato che una risoluzione è a portata di mano.
Lo studio sul genoma
Lo studio sul genoma ha rivelato un nuovo gruppo di uccelli che è stato denominato “Elementaves”. Con un nome ispirato ai quattro antichi elementi di terra, aria, acqua e fuoco, questo gruppo comprende uccelli ben adattati per il successo sulla terra, nel cielo e nell’acqua. Alcuni uccelli hanno nomi legati al sole, che rappresenta l’elemento fuoco. Il gruppo degli Elementavi comprende colibrì, limicoli, gru, pinguini e pellicani.
Lo studio ha confermato anche una stretta relazione tra due dei gruppi di uccelli più familiari in Australia, i passeriformi (uccelli canori e parenti) e i pappagalli. Questi esemplari popolari dominano i sondaggi sull’uccello australiano dell’anno.
Le specie canore costituiscono quasi il 50% di tutte gli esemplari e comprendono gazze, fringuelli, mangiatori di miele e scriccioli. Essi hanno avuto le loro umili origini in Australia circa 50 milioni di anni fa, per poi diffondersi in tutto il mondo fino a diventare il gruppo di maggior successo.
Un ulteriore obiettivo dello studio è stato quello di collocare una scala temporale nell’albero genealogico degli uccelli, che è stato fatto modellando l’evoluzione dei genomi utilizzando uno strumento noto come “orologio molecolare”. Attingendo alle informazioni provenienti da quasi 200 fossili, è stato possibile limitare l’età di alcuni rami dell’albero genealogico.
La ricerca ha evidenziato che tutti gli uccelli viventi condividono un antenato vissuto poco più di 90 milioni di anni fa, ma la maggior parte dei gruppi moderni studiato sono emersi circa 25 milioni di anni dopo, in una piccola finestra di pochi milioni di anni dopo la fine del periodo Cretaceo, circa 66 milioni di anni fa.
Questo ha coinciso con l’estinzione di massa dei dinosauri e di altri organismi causata da un asteroide che ha colpito il nostro pianeta. Sembra quindi che gli uccelli abbiano sfruttato al massimo le opportunità che si sono rese disponibili dopo che queste altre forme di vita dominanti sono state eliminate.
Conclusioni
Lo studio sul genoma è il prodotto di quasi un decennio di ricerca, condotta nell’ambito del progetto Bird 10.000 Genomes. L’obiettivo finale di questo progetto è sequenziare i genomi di tutte le 10.000 specie di uccelli viventi.
L’attuale fase del progetto si è concentrata sull’inclusione di specie di tutti i principali gruppi, o famiglie, di uccelli. Lo studio di questi 363 genomi è stato un lavoro internazionale condotto da ricercatori dell’Università di Copenaghen, dell’Università della California a San Diego e dell’Università di Zhejiang in Cina.
Anche con una quantità così grande di dati sul genoma, un ramo dell’albero genealogico degli uccelli rimane un mistero. Questa analisi non ha potuto determinare con sicurezza le relazioni di uno degli orfani, l’hoatzin. Trovato in Sud America, l’hoatzin è un uccello molto caratteristico e l’unico sopravvissuto della sua stirpe.
La ricerca ha indicato che alcune relazioni nell’albero della vita possono essere determinate solo utilizzando enormi quantità di dati sul genoma, ma ha anche dimostrato il potere di studiare insieme genomi e fossili per comprendere la storia evolutiva della vita sulla Terra.
