Fuglesang afslører sjælden hybridkobling 10 millioner år undervejs

I juni 2020 var Stephen Gosser, en selvbeskrevet "diehard birder", ude i skoven i det vestlige Pennsylvania, da han troede, at han hørte sangen fra den undvigende og slående smukke skarlagenrøde tanager. Den blodrøde fugl med sorte vinger og hale er en favorit blandt fuglefolk både på grund af sin skønhed og sjældenhed, da fuglene foretrækker at holde sig skjult højt i skovkronen.

Da Gosser endelig fandt sangfuglen, så han, hvad der så ud til at være en rosenbrynet gronæb, men den lød ligesom en skarlagenrød tanager. Han tog nogle billeder og ringede til backup – et hold fra National Aviary i Pittsburgh ankom kort efter for at fange fuglen og få en blodprøve.

For at følge op på Gossers tip var et team af forskere ledet af Penn State i stand til at bruge en kombination af genomisk sekventering og sanganalyse til at identificere prøven som en sjælden hybridfugl, hvis forfædre ikke har delt samme ynglested eller afstamning for 10 millioner år. Deres arbejde blev for nylig offentliggjort i tidsskriftet Ecology and Evolution .

"Jeg elsker denne historie, fordi den starter med et lille mystik og ender med en overraskende opdagelse," sagde David Toews, hovedforfatter af undersøgelsen og assisterende professor i biologi ved Penn State.

Historien begynder med et meget usandsynligt møde mellem en kvindelig rosenbryst gronbeak og en mandlig skarlagenrød tanager. Hvordan og hvor de mødtes, forbliver et mysterium for forskerne, da de to arter foretrækker forskellige levesteder. Tanager foretrækker typisk kronedækket af modne skove, mens rosenbrystede gronæber er glade i det fri langs kanten af ​​skovområder. Toews forklarede, at de to arter har så divergerende redepræferencer, at de har været på uafhængige evolutionære baner i mindst 10 millioner år – indtil nu.

Forskerne fastslog, at fuglen, som Gosser fik øje på, var det sunde, 1-årige han-afkom af en rosenbrynet gronæb og en skarlagenrød tanager, den første nogensinde dokumenterede hybrid af sin art. Alligevel var hans oprindelseshistorie stort set et mysterium.

Heldigvis havde Toews et væld af teknikker til rådighed til at løse netop denne type mysterium. Fra blodprøven kunne de få en lille prøve af DNA. Kombinationen af ​​lyd og genetisk materiale ville få dem så tæt som muligt på at løse mysteriet om fuglens tilblivelse.

Deres metode byggede på at analysere både natur og næring. For det meste lærer sangfugle at synge af deres fædre. Deres vokaliseringer kan afsløre, hvordan og af hvem de er opdraget.

"Vi vidste, at mor var der, det var hende, der lagde ægget og sad på reden," sagde Toews. "Det er stadig ikke indlysende for os, hvor det ville have været, for de to arter foretrækker så forskellige levesteder. Hvor end det var, blev hendes par enten længe nok til, at det unge afkom kunne lære sin fars sang eller lærte en skarlagenrød tanager-sang. "

Forskerne brugte en metode kaldet bioakustisk analyse til at bekræfte, at de vokaliseringer, de fangede, faktisk matchede sangen fra en skarlagenrød tanager - hvilket afslørede, at hybriden sandsynligvis lærte at synge af sin far.

"Noget folk måske ikke forstår er, at når vi analyserer fuglesang, lytter vi faktisk ikke til dem. Vi kigger på dem," sagde Toews. "Vi kigger på lydens bølgelængder - eller 'spektrogrammet' er et mere præcist udtryk - og vi måler faktisk visuelle komponenter i en lydbølge for at analysere sangen."

Med vokaliseringerne bekræftet, vendte holdet sig til genomisk sekventering for at spore hybridens genetiske herkomst. Naturen bekræftede, hvad nurture allerede havde afsløret, en grosbeak mor og tanager far.

"Vi brugte de samme værktøjer, som vi har brugt til at identificere andre hybrider, men vi har typisk mere tvetydige svar, der er lidt mere esoteriske," sagde Toews. "I dette tilfælde identificerede vi arten. Vi ved, hvem forældrene var, og vi har en noget tilfredsstillende konklusion i slutningen. Jeg synes, at denne historie resonerer med mere end blot din gennemsnitlige ornitologiske nørd som mig selv." + Udforsk yderligere

Biologer udforsker hemmelighederne bag warbler-genomet