Hvorfor døde passagerduen ud?

Hvorfor dør arter ud? Dette er det overordnede spørgsmål, der stilles af mange førende forskere. At vide mere om, hvad der fører til, at en art uddør, kan gøre det muligt for forskere at gøre noget ved det. Passagerduen er et berømt eksempel, og arten er blevet undersøgt indgående.

Passagerduen (Ectopistes migratorius) blev engang fundet i stort antal i Nordamerika. Optegnelser fortæller om forbipasserende flokke, der formørkede himlen i flere dage ad gangen. Arten kan have toppet med 5 milliarder individer. Et mere konservativt skøn lyder på 3 mia.

Inden for kort tid, arten forsvandt fuldstændig. "I betragtning af befolkningens enorme størrelse, det er simpelthen fantastisk, at arten forsvandt så hurtigt, " siger Tom Gilbert, en professor ved Københavns Universitets Center for GeoGenetik og en adjungeret professor ved Norges Teknisk-Naturvidenskabelige Universitet (NTNU).

Den menneskelige rolle

Passagerduens historie er interessant, dels fordi den kan fortælle os noget om, hvordan og hvorfor arter uddør. Indfødte amerikanere var også afhængige af passagerduer til mad. Men i hvert fald i dele af passagerduernes rækkevidde, folk havde lært at høste arten på et bæredygtigt niveau, der ikke truede med at udrydde den.

Det var almindeligt i nogle dele af Nordamerika kun at spise unge duer, der blev jaget om natten, da dette ikke syntes at skræmme de voksne fugle væk eller forhindre dem i at rede igen. Men fra omkring 1500, mere aggressive europæere kom til kontinentet. Jagten på passagerduer voksede og kulminerede i en massiv jagt på arten gennem 1800-tallet, før arten endelig kollapsede og forsvandt.

Var det så virkelig europæerne, der var skyld i sammenbruddet? I 2014 en undersøgelse offentliggjort i det videnskabelige tidsskrift PNAS antydede kraftigt, at mennesker blot var dråben i at ødelægge en art, der allerede var sårbar og på vej til glemsel. Forskerne hævdede, at på trods af deres enorme antal, passagerduerne var allerede i problemer. Artens bestand varierede meget, ligner lemminger, men over længere tid.

Da europæerne ankom, arten var allerede i stærkt tilbagegang. Befolkningen var ved at falde længe før europæerne ankom, og måske bidrog europæerne endda til en kortsigtet stigning i antallet. Undersøgelser af artens genetiske variation ved hjælp af en undersøgelsesmetode kaldet PSMC dannede baggrunden for disse påstande.

Alle et individs kromosomer og gener findes i et enkelt genom, og dette genom er unikt for hvert individ, undtagen i tilfælde af enæggede tvillinger eller arter som termitter, hvor individerne stort set er identiske kloner.

Her er sagens kerne:PSMC-metoden kan bruge informationen i generne fra et enkelt individ af en art til at kortlægge artens historie. Dermed, arten udviklet sig over mange generationer, og forskere kan vurdere, hvor mange individer der var på et givet tidspunkt, alt sammen baseret på et enkelt genom. Ved at bruge denne metode, forskere fandt ud af, at antallet af passagerduer var i frit fald, selv før europæernes ankomst.

Selvom arten måske ikke er uddød, det ville være skrumpet betydeligt under alle omstændigheder, måske kun til nogle få hundrede tusinde individer. Folk var blot den sidste faktor i deres død. Vi kan have skubbet passagerduerne ud af klippen, men arten var allerede på vej dertil.

Ifølge forskerne bag undersøgelsen i PNAS , det var ikke kun europæernes skyld. Det lyder næsten for godt til at være sandt, at de kunne finde på noget så endegyldigt baseret på oplysninger fra blot én eller nogle få personer. Og i dette tilfælde er det - i hvert fald ifølge en ny undersøgelse, der for nylig er blevet offentliggjort i tidsskriftet Videnskab .

Ineffektiv for passagerduer

Problemet er, at PSMC-metoden ikke kan bruges på passagerduer. Den nye forskning i Videnskab giver helt andre resultater. Den førende molekylærbiolog Beth Shapiro er hovedforfatteren til Videnskab artikel, og Tom Gilbert er en af ​​undersøgelsens bidragydere.

PSMC er baseret på den antagelse, at genetiske variationer forekommer relativt jævnt langs hele kromosomerne, der udgør genomet. Det er, genetiske ændringer forekommer lige så sandsynligt i enderne af et kromosom som i midten. Men dette viser sig ikke at være tilfældet for denne art. "Passagerduer har ikke de variationsmønstre, som vi ville forvente, på grund af den stærke selektion på gener, der ser ud til at have været vigtige gennem artens historie. Så det virker ikke at bruge PSMC i dette tilfælde, " sagde Gilbert.

Hos passagerduer, det meste af den genetiske mangfoldighed blev fundet i enderne af kromosomet. Midten af ​​kromosomet viste ringe variation fra en generation til den næste som et resultat af selektionen på disse gener. Dette faktum lyder måske ikke revolutionerende, men det giver helt andre resultater, når man læser artens historie ud fra et enkelt individs genom.

Forskere skal tage højde for, at variationerne er størst i visse dele af kromosomet i stedet for jævnt fordelt. Dette gør PSMC-metoden ubrugelig i denne sammenhæng. Forskerne bag artiklen i Videnskab brugte ikke PSMC-metoden. I stedet, de brugte mitokondrielt DNA fra 41 passagerduer som udgangspunkt.

Mitokondrielt DNA er et særskilt, separat arv fundet i visse cellulære organeller kaldet mitokondrier. Almindelig DNA er en kombination af arven fra far og mor. Men mitokondrielt DNA overføres kun fra moderen. Variationer i mitokondrielt DNA forekommer også på grund af mutationer, og sker relativt konsekvent over tid. Dette er et andet udgangspunkt for at forstå, hvordan en art udvikler sig over tid, og resultaterne kan være ret forskellige fra dem, der genereres ved hjælp af PSMC-metoden.

Ud over, undersøgelsen præsenteret i Videnskab analyserede hele genomerne fra fire passagerduer og sammenlignede dem med to genomer fra båndhaleduer (Patagioenas fasciata), en af ​​passagerduens nærmeste slægtninge. Det endelige resultat var, at den nye undersøgelse gav helt andre svar om passagerduerne, og hvorfor arten mødte sin død.

Genetisk mangfoldighed

Den nye undersøgelse er interessant af flere grunde. Den rapporterer om passagerduens genetiske mangfoldighed, men understøtter også en helt anden forklaring på artens udryddelse. Forskere har tidligere troet, at jo større populationen af ​​en art er, jo mere genetisk forskelligartet vil det være. Men denne teori har vist sig at være forkert, som den seneste passagerdueforskning har vist.

Ifølge artiklen i Videnskab , den store bestandsstørrelse ser ud til at have gjort det muligt for passagerduer at tilpasse sig og udvikle sig hurtigere, og dermed fjerne skadelige mutationer. Hos arter med færre individer, tilfældigheder kan få en mindre gavnlig mutation til at fortsætte, men tilfældigheder spiller mindre rolle hos arter med et større antal individer.

"Mutationer, der giver en stor evolutionær fordel, ville sprede sig hurtigt, " siger Gilbert.

Det faktum, at gavnlige mutationer blev utroligt dominerende så hurtigt, førte simpelthen til, at andre genetiske varianter forsvandt. Det førte til, at den genetiske diversitet i passagerduen var overraskende lav i forhold til antallet af individer. Dette kan have gjort arten mere sårbar over for ændringer. Men det var ikke derfor, passagerduen døde ud.

"Passagerduen døde på grund af mennesker, " siger Gilbert.

Passagerduen var ikke i problemer før den europæiske ankomst til Nordamerika. Intet tyder på, at arten kæmpede på nogen måde. Måske er det ikke så overraskende. I det 19. århundrede, passagerduer var så mange, at der var konkurrencer om at skyde så mange af dem som muligt i løbet af en vis periode. I én konkurrence, vinderen havde skudt 30, 000 fugle.

Om ikke andet, historien om passagerduen har bidraget til en større forståelse for, at selv frodige arter kan uddø.

Den store græshoppe Melanoplus spretus fra det vestlige USA led samme skæbne. Det gik fra en befolkning på flere billioner til nul på få årtier, muligvis fordi bønderne ødelagde dens ynglepladser. I Norge og på tværs af hele Nordatlanten, alkefuglen (Pinguinus impennis) døde ud, efter at folk havde høstet dem i stort antal.

Folk spiste passagerduer i enorme mængder, men de blev også dræbt, fordi de blev opfattet som en trussel mod landbruget. Da europæerne migrerede tværs over Nordamerika, de tyndede ud og eliminerede de store skove, som duerne var afhængige af. Duerne levede primært af agern. Da arten allerede var ved at dø ud, 250, 000 fugle - den sidste store flok - blev skudt på en enkelt dag i 1896. Samme år, den sidste passagerdue blev observeret i Louisiana. Den blev også skudt.

Duerne var sandsynligvis afhængige af en stor flokstørrelse for at formere sig. Deres instinkter virkede ikke, da kun få individer var tilbage hist og her. Den sidste passagerdue døde i Cincinnati Zoo i 1914.