Små fugle kan prale af et udvalg af flyvestile takket være evolutionær kant

Små fugle har udforsket en bred vifte af flyvestile, lige fra svævende kolibrier til afgrænsende spurve til svævende svaler og svaler. En ny undersøgelse fra Cornell University kunne forklare hvorfor.

Bærende knogler i vingerne på mindre fugle kan udvikle sig mere frit, end de gør hos større fugle, da større fugle skal modstå højere niveauer af stress på deres skeletter, fandt forskerne.

"Udviklingen af ​​vingeproportioner er strengere begrænset hos store fugle, som opererer under større mekaniske belastninger," siger Andrew Orkney, hovedforfatter og postdoc-forsker i laboratoriet af medforfatter Brandon Hedrick, assisterende professor i biomedicinske videnskaber.

Deres undersøgelse, offentliggjort i Nature Communications , har potentielle implikationer for biologisk forståelse af dyrs evolution ud over fugle.

"Vi fandt ud af, at større fugle skal ændre forskellige skeletkomponenter af deres vinger på samme tid i stedet for at være i stand til at udvikle forskellige dele af deres vinger uafhængigt," sagde Hedrick. "Det er nemmere at ændre en lille del af vingen end hele vingen. Det kan være, at større dyr er mindre i stand til at udvikle sig hurtigt og flytte ind i nye nicher mere generelt."

Fugle varierer i kropsmasse med en faktor på 10.000, så de er et fremragende modelsystem til at undersøge dette bredere spørgsmål hos dyr, sagde forskerne. Inden for fugle kan dette forklare den særlige evolutionære succes med små slægter. For eksempel er omkring 6.500 af de 11.000 fuglearter i alt sangfugle, som typisk er små.

"Kolibrier er også en meget succesrig og lille gruppe, men intet er så vellykket som sangfugle i fugle," sagde Hedrick.

Forskerne brugte tidligere publicerede, open source-datasæt af præcise målinger indsamlet fra 228 mikro-CT-scannede fugleskeletter. Landemærker til reference blev markeret på hver knogle. Ved at bruge dette arkiv anvendte Orkney og Hedrick statistiske metoder til at vurdere, i hvilken grad forskellige knogler udvikler sig enten sammen eller uafhængigt af hinanden på tværs af fugleslægtstræet – kendt som deres evolutionære "integration."

I det fremtidige arbejde vil forskerne undersøge, hvordan ændringer i thorax og abdomen interagerer med vingen hos små fugle; om integration i fugle er struktureret forskelligt mellem fugle, der er født i stand til at flyve, så snart de klækkes, og fugle, der er født hjælpeløse, og om flagermus, som har udviklet sig flyvning uafhængigt af fugle, følger lignende evolutionære regler, eller om der er flere måder at strukturere en flyvende hvirveldyr.

Flere oplysninger: Andrew Orkney et al., Lille kropsstørrelse er forbundet med øget evolutionær labilitet af vingeskeletproportioner hos fugle, Nature Communications (2024). DOI:10.1038/s41467-024-48324-y

Journaloplysninger: Nature Communications

Leveret af Cornell University