Генетики построили эволюционное древо пингвинов

Международная группа ученых использовала 22 недавно прочитанных генома современных пингвинов, чтобы реконструировать эволюционную историю этой группы птиц. Исследователи установили, что древние пингвины возникли в эпоху раннего миоцена в Австралии и Новой Зеландии и что императорский и королевский пингвины образуют сестринскую группу по отношению ко всем остальным современным видам пингвинов. Результаты исследования опубликованы в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences.

В наши дни насчитывается от 18 до 21 вида пингвинов, объединяемых в шесть родов. Самым крупным является императорский пингвин (Aptenodytes forsteri), средний рост которого — около 1,1 м, а вес — 35 кг. Самым маленьким видом пингвинов признан малый (Eudyptula minor), ростом около 40 см и весом 1 кг. Более крупные виды пингвинов обитают в более холодных регионах, тогда как более мелкие пингвины — в умеренном или даже тропическом климате. Все пингвины — обитатели Южного полушария, дальше всех на север проник галапагосский пингвин (Spheniscus mendiculus), живущий недалеко от экватора.

«Мы можем увидеть, как пингвины смогли диверсифицироваться, чтобы занять невероятно разные термальные среды, в которых они живут сегодня, от 9 градусов по Цельсию в водах вокруг Австралии и Новой Зеландии и отрицательных температур в Антарктиде до 26 градусов на Галапагосских островах, — говорит старший автор исследования, профессор Раури Боуи (Rauri Bowie), заведующий орнитологической лабораторией в Калифорнийском университете в Беркли и куратор Музея зоологии позвоночных в Беркли. — Но мы хотим подчеркнуть, что пингвинам потребовались миллионы лет, чтобы занять столь разнообразные среды обитания, и с нынешней скоростью потепления океанов пингвины не смогут адаптироваться достаточно быстро, чтобы успевать за изменениями климата».

В ходе исследования профессор Боуи и его коллеги собрали образцы крови и тканей 22 пингвинов, а затем секвенировали и проанализировали их полные геномы. Ученые обнаружили, что пингвины возникли в прохладных прибрежных районах Австралии и Новой Зеландии, а не в холодной Антарктиде, как считалось ранее. Произошло это примерно 22 миллиона лет назад. Генетические данные показывают, что предки королевских и императорских пингвинов вскоре отделились от других пингвинов и переселились в субантарктические и антарктические воды — предположительно, чтобы воспользоваться обильными пищевыми ресурсами.

Другие виды пингвинов образовались и широко распространились по Южному океану после того, как около 12 миллионов лет назад полностью открылся пролив Дрейка между Антарктидой и южной оконечностью Южной Америки. Это ускорило антарктическое циркумполярное течение, что позволило заселить как холодные субантарктические острова, так и более теплые прибрежные районы Южной Америки и Африки, где пингвины населяли береговые линии, и на прибрежных островах, куда их привлекли восходящие холодные течения с богатыми кормовыми ресурсами.

Ученые также определили, что несколько групп пингвинов скрещивались на протяжении своей эволюционной истории. Благодаря обмену генетическим материалом пингвины могли иметь общие генетические черты, которые способствовали распространению пингвинов в водах с большим диапазоном температуры и солености. Были определены и конкретные генетические адаптации, связанные с регулированием температуры тела, потреблением кислорода при глубоких погружениях и способностью выживать без пресной воды.