Bagi Charles Darwin, burung menawarkan tingkap ke dalam proses pemilihan semulajadi-dan akhirnya, evolusi. Setelah memerhatikan variasi parah yang luar biasa di kalangan burung-burung di Kepulauan Galapagos pada tahun 1830-an, naturalis Britain itu berkata: "Melihat penggredan dan kepelbagaian struktur ini dalam satu kumpulan kecil yang berkaitan dengan burung yang sangat kecil, seseorang mungkin sangat suka dari kekurangan burung yang asal kepulauan ini, satu spesies telah diambil dan diubah suai untuk hujung yang berbeza. "Namun, lebih daripada 150 tahun selepas Darwin, hubungan evolusi antara burung masih menjadi misteri yang menarik.
Kandungan Terkait
- Burung 99-Juta-Tahun Ini Bersama Dengan Dinosaur
Bulan ini, gabungan saintis universiti dan saintis kerajaan akan memulakan usaha untuk membantutkan hubungan tersebut dengan Projek OpenWings yang baru dilancarkan. Dibiayai oleh Yayasan Sains Kebangsaan, projek ini mempunyai matlamat untuk mewujudkan pokok kehidupan penuh, atau phylogeny, untuk burung-burung di dunia. Dengan mengumpulkan maklumat genetik untuk semua 10, 560 spesies burung, para penyelidik berharap dapat mencipta gambaran yang lebih baik tentang bagaimana kawan-kawan avian kita sekarang berkembang dari dinosaur yang mendahului mereka, dan bagaimana mereka mungkin akan di masa depan.
"Kami tahu bahawa terdapat ketidaksamaan dalam kehidupan burung, " kata Terry Chesser, ahli zoologi penyelidikan dan ahli Unit Penyiasatan Biologi USGS yang bekerja di Muzium Sejarah Alam Negara. Di beberapa tempat di atas pokok itu, burung-burung yang ditonjolkan dari satu sama lain ke cawangan yang berbeza jauh lebih pantas daripada di tempat-tempat lain yang berbeza-beza mempelbagaikan kadar perubahan yang lebih pantas dan mungkin berbeza bergantung pada tempoh sejarah. Ciri-ciri tertentu seperti bulu atau jenis badan dikaitkan dengan beberapa perubahan itu, tetapi ia tidak diketahui dengan tepat.
Projek ini juga mempunyai potensi untuk mengubah pemahaman semasa evolusi burung, termasuk soalan-soalan besar tentang ketika burung mula berkembang dari dinosaur. Sesetengah saintis percaya bahawa burung dan dinosaur telah mula memisahkan sebelum peristiwa kepupusan Cretaceous-Paleogene kira-kira 66 juta tahun yang lalu yang membunuh dinosaur darat, sementara yang lain percaya bahawa burung dan dinosaur burung belum ditentukan pada masa itu. Mewujudkan filogeny burung yang lengkap mungkin akan menyelesaikan pertikaian ini, atau sekurang-kurangnya menawarkan bukti baru. Pasukan Projek OpenWings akan bekerjasama dengan ahli paleontologi untuk menggabungkan bukti fosil, kata Chesser.
Projek ini bertujuan untuk menjadi pokok burung kehidupan yang paling lengkap hingga kini, dan merupakan yang pertama dilakukan pada kumpulan haiwan vertebrata. Pada masa ini, Chesser berkata, apabila orang cuba untuk memasang pokok untuk burung, mereka "akhirnya membuat pokok dengan banyak data yang hilang, " dan menambah spesies yang tidak mempunyai data yang menyatakan di mana mereka harus pergi memandangkan taksonomi semasa mereka, yang diputuskan berdasarkan pemerhatian, bukan ciri genetik. Satu lagi projek, B10k, sedang cuba menyusun genom rujukan "lengkap" untuk semua spesies burung, tetapi hanya mendapat kira-kira 300 setakat ini.
Melakukan genom rujukan adalah tugas raksasa, sedangkan apa yang Projek OpenWings akan dilakukan sedikit lebih mudah diurus, kata Rebecca Kimball, ahli biologi evolusi dari University of Florida yang merupakan kolaborator dalam Projek OpenWings. Ia juga akan menjadi akses terbuka, yang bermaksud bahawa pakar ornithologists dari seluruh dunia boleh menggunakan keputusan-yang akan dilepaskan seperti yang dicatatkan, dan bukannya dalam satu kumpulan pada akhir projek-untuk melihat lebih mendalam di cawangan spesifik keluarga burung pokok. Sesetengah kumpulan burung yang kurang dipahami "pantas mendapat tumpuan daripada kita akan dapat memberi mereka dalam kajian berskala besar ini, " kata Kimball.
"Secara individu, kita semua mempunyai spesies [burung] yang kita cintai dan berminat, " katanya, tetapi bertanya banyak soalan bermakna tidak mustahil para penyelidik menyentuh keluarga burung spesifik dalam Projek OpenWings. Menjadikan akses terbuka data bermakna kerja mungkin masih akan dilakukan, katanya.
Rufous-naped wrens. Bahagian Birdsonian Birds menempatkan dan mengekalkan koleksi burung ketiga terbesar di dunia, dengan lebih daripada 625, 000 spesimen. (Institusi NMNH / Smithsonian) Maklumat genetik urutan untuk lebih dari 10, 000 spesies burung masih merupakan usaha besar-besaran, dan sesuatu yang hanya menjadi mungkin kerana kemajuan terkini dalam analisis genetik, kata Chesser. Untuk menjalankan kajian luas ini, para penyelidik perlu sifar dalam urutan DNA khusus yang dipanggil wilayah "ultraconserved". Kawasan-kawasan DNA ini adalah orang-orang yang telah mengalami peristiwa spesi sebelumnya, apabila jenis burung yang baru datang untuk duduk di cawangan-cawangan baru pokok itu, dan menawarkan cara untuk melihat semula hubungan genetik.
Projek ini tidak mungkin dilakukan tanpa usaha memungut dan memelihara muzium, kata Chesser. Kerjasama OpenWings mewakili institusi-institusi yang mempunyai koleksi spesimen burung yang luas, termasuk Muzium Lapangan Sejarah Alam, Muzium Sejarah Alam Amerika dan Muzium Sejarah Alam Nasional Muzium Smithsonian. Mereka juga termasuk koleksi yang berkembang pesat di universiti-terutama Universiti Kansas dan Muzium Sains Asli Universiti Pelajar Louisiana.
Sejak 1980-an, Kimball berkata, muzium telah memelihara sampel DNA dari spesimen dalam koleksi mereka bersama-sama dengan badan yang dirawat dari spesimen itu sendiri. Bagi banyak spesies, ini adalah di mana bahan genetik akan datang. Dalam kes lain, di mana spesimen dikumpulkan sebelum ini menjadi norma, Cresser mengatakan mereka akan bergantung pada bahagian burung yang tidak dijangka: ketulan mereka. Cara terbaik untuk mendapatkan bukti genetik dari spesimen yang dipelihara yang telah dijumpai setakat ini, dia berkata, "adalah untuk memotong sepotong tuala pada kaki burung."
Pada ketika ini, penyelidik projek masih memikirkan institusi yang mempunyai spesimen burung apa, kata Cresser. Kebanyakan kajian jenis ini menggunakan berpuluh-puluh atau ratusan spesis, katanya-seperti kajian 2015 yang diterbitkan di Alam yang meletakkan asas dengan membuat pokok kehidupan untuk 198 spesies burung. Menyelaras ribuan mengambil sedikit kerja, terutamanya apabila anda berada dalam satu pasukan yang mewakili 10 institusi peserta utama.
Erich Jarvis, seorang ahli ilmu saraf dari The Rockefeller University yang mengetuai B10K, memberitahu bahawa Elizabeth Pennisi dari Science berpendapat bahawa hanya satu pendekatan genom yang dapat menghasilkan pokok yang kuat untuk burung, kerana ia meliputi semua jenis maklumat genetik yang dikodkan dalam DNA burung . Tetapi saintis lain mengakui Pennisi bahawa ia adalah penambahbaikan yang ketara terhadap penyelidik burung sekarang: itu, dan ia dibiayai sepenuhnya, yang B10K tidak.
"Ini menunjukkan keberkesanan dan kepentingan mendasar usaha pengumpulan muzium yang berterusan, " kata pakar ilmu evolusi Universiti Yale, Richard Prum, penulis bersama pada kertas 2015. "Konsortium ini termasuk kebanyakan koleksi tisu semulajadi di dunia, " kata Prum, yang tidak terlibat dalam Projek OpenWings.
Prum menambah bahawa sudah tiba masanya seseorang mencipta phylogeny burung yang lengkap. Dengan teknologi genetik baru, ia lebih boleh dilakukan berbanding sebelum ini, walaupun skala tidak pernah berlaku sebelum ini, katanya. Lagipun, kaedah sudah ada: ia hanya masalah untuk meletakkannya bersama-sama. Kerja jenis ini berpotensi mengubah cara burung dipahami, yang mempunyai implikasi untuk pemuliharaan mereka serta sejarah evolusi mereka.
Idea Darwin tentang evolusi didasarkan pada ciri-ciri yang dapat dilihat dari burung gadingnya. Tetapi di luar ciri-ciri yang dapat dilihat itu adalah lapisan dan lapisan hubungan genetik, dan tanpa pengetahuan tentang genetik, ini tersembunyi dari dirinya. Dengan teknologi baru ini, adalah mungkin untuk melihat bagaimana spesies yang melihat dan bertindak berbeza mungkin berkait rapat. Melakukan pokok keseluruhan akan "memajukan kajian filogenetik, " kata Chesser, tetapi ia juga akan membantu pemuliharaan secara langsung.
"Salah satu kriteria yang kerap digunakan dalam perancangan pemuliharaan adalah sifat phylogenetic, " katanya, "oleh itu kawasan yang termasuk spesies pada cawangan evolusi mereka sendiri sering diberi berat lebih tinggi dalam perancangan pemuliharaan." Projek OpenWings akan menunjukkan bagaimana phylogenetically berbeza spesies sebenarnya. "Maklumat ini harus sangat berguna kepada pemuliharaan dalam membuat penilaian tentang kawasan atau spesies apa yang harus diprioritaskan, " katanya
