Rejtélyes dolgot találtak a pingvinek DNS-ében

A pingvinek számára nem idegen a klímaváltozás. Élettörténetüket az emelkedő és csökkenő hőmérséklet alakította, testük pedig erősen specializálódott a Föld legszélsőségesebb körülményeire. A tudósok mégis attól tartanak, hogy a pingvinek evolúciós útja most megtorpanhat.

Jól alkalmazkodtak a Föld legszélsőségesebb környezeteihez

Egy nemzetközi kutatócsoport a napokban tette közzé a valaha publikált, egyik legátfogóbb tanulmányt a pingvinek evolúciójáról, amely az első, amely integrálja az élő és fosszilis pingvinfajok adatait.

A Nature Communications tudományos szaklapban publikált kutatás általánosságban véve „leleplezi" a pingvinek viharos élettörténetét, rámutatva, hogy az összes ismert pingvinfaj háromnegyede – amelyeket ma már csak kövületek képviselnek – már kihalt.

Afrikai pingvinek (illusztráció) Forrás: AFP/Kazuhiro Nogi

Hatvan millió év alatt ezek az ikonikus madarak rendkívül speciális, tengeri ragadozókká fejlődtek, és mára jól alkalmazkodtak a Föld legszélsőségesebb környezeteihez

– írják a szerzők, amit a ScienceAlert online tudományos portálnak. – Amint azonban az evolúciós történetük is mutatja, most rávilágítanak a hideghez alkalmazkodó fauna sebezhetőségére a gyorsan felmelegedő világban.

A szárazföldön a pingvinek kissé nevetségesnek tűnhetnek a kínos kacsázásukkal és a haszontalannak tűnő szárnyaikkal. Ám a víz alatt a testük hidrodinamikus torpedókká alakul, amelyektől minden menekülő hal azt „kívánná", bárcsak képes lenne repülni.

Különbözú genetikai csoportokra bomlottak

A pingvinek már hatvan millió évvel ezelőtt, a sarki jégtakarók kialakulása előtt elvesztették repülési képességüket a merülésért úgymond cserébe. A kövületek és a genomikai adatok azt mutatják, hogy az állatok vízi életmódját lehetővé tevő egyedi jellemzők már a csoportként való létezésük korai szakaszában megjelentek, és az evolúciós változások üteme általában csökkenő tendenciát mutat az idő múlásával.

A tudósok úgy vélik, hogy a pingvinek a Gondwana ősi szuperkontinens mikrokontinenséről, a Zelandiáról származnak, amely jelenleg többnyire az óceán alatt van.

Humboldt-pingvin (Spheniscus humboldti) Forrás: dpa Picture-Alliance via AFP/Sebastian Kahnert

A most publikált tanulmány azt sugallja, hogy a modern pingvinek ősei körülbelül 14 millió évvel ezelőtt jelentek meg, 10 millió évvel azután, hogy a genetikai elemzések utaltak erre. Ez a bizonyos időszak

egybeesik a globális lehűlés pillanatával, amelyet a középső miocén éghajlati átmenetnek neveznek.

A ma élő pingvinek azonban az elmúlt 3 millió év során külön genetikai csoportokra bomlottak. A madarak szétterjedtek Zélandiában, majd többször szétszóródtak populációik Dél-Amerikában és az Antarktiszon.

Genetikailag távolabb sodródtak egymástól

A tudósok most azt találták, hogy szinte minden pingvinfaj fizikai elszigeteltségben élt az utolsó jégkorszakban. Ez idő alatt korlátozott lehetett a kapcsolatuk más pingvinfélékkel, mivel a csoportok északabbra, széttagoltabb élőhelyeken voltak kénytelenek élni, ahol még mindig találhattak élelmet és menedéket. Ennek eredményeként az egyes csoportok DNS-készlete szűkült, genetikailag távolabb sodorva egymástól a pingvinféléket.

Az ezt követő felmelegedés időszakában az állatok a pólusok felé mozdultak vissza, és egyes csoportok – amelyek genetikailag már sokkal jobban elkülönülnek – ismét keresztezték egymás útjait.

A szakemberek úgy vélik, hogy annak a módja, ahogy a pingvinek egyes csoportjai megélték ezeket a jelentős éghajlati eseményeket, betekintést enged abba, hogyan tudnának megbirkózni ma az ember okozta éghajlatváltozással.

Állszíjas pingvin Forrás: robertharding/Laura Grier/Laura Grier

A tanulmány szerint azok a csoportok, amelyek száma megnövekedett a felmelegedés során, osztoztak néhány jellemzőben: vándorló életmódot folytattak és a tengeren kerestek táplálékot.

A kutatók úgy gondolják, hogy ezek a tulajdonságok tették lehetővé számukra, hogy jobban reagáljanak a változó éghajlatra, különösen arra, hogy távolabb keressenek zsákmányt és az alacsonyabb szélességi körökre költözzenek.

Azok a pingvincsoportok viszont, amelyeknek a száma csökkent ebben az időszakban, egyetlen meghatározott helyen éltek, miközben a parthoz közelebb kerestek élelmet: ez az életmód nem volt túlságosan ideális, miközben drasztikusan megváltoztak az „otthoni" körülmények.

Lassabb az evolúciós sebességük

A pingvinek változási képességét azonban nem csupán életmód korlátozhatja – úgy tűnik, ez „beágyazódott" a génjeikbe.

A vizsgálat során kiderült, hogy ezenek a madaraknak az evolúciós aránya a legalacsonyabb a madárfajok között.

Ebben osztoznak velük viharmadár-alakúak (Procellariiformes), amelybe olyan madarak tartoznak, mint a pelikánok, kormoránok és az albatroszok. A viharmadár-alakúak és a pingvinalakúak alkotják az úgynevezett Austrodyptornithes csoportot.

A pápaszemes pingvin az egyetlen Afrikában fészkelő pingvinfaj Forrás: Elter Tamás

A kutatók összességében tizenhét, különböző madárrendet hasonlítottak össze, számos olyan genetikai jelet felhasználva, amelyek szorosan kapcsolódnak az evolúciós változások üteméhez.

Észrevették, hogy a vízi madaraknál általában lassabb az evolúciós sebesség, mint szárazföldi rokonaiknál, ezért úgy gondolják, hogy a vízi életmód elfogadása együtt járhat az alacsony evolúciós sebességgel. Az is meglehet, hogy a madarak evolúciós üteme alacsonyabb a hűvösebb éghajlaton.

A kutatók megjegyzik, hogy az ősi pingvinek valószínűleg gyorsabban fejlődtek, mint a ma élő rokonaik, de ez még akkor is lassúnak számított más madarakhoz képest.

A ma élő pingvinfélék családjának fele veszélyeztetett vagy sérülékeny, és a tudósok szerint az igen lassú evolúciós ütemük és életmódjuk gyorsan „zsákutcába" juttathatja őket.

A felmelegedés jelenlegi üteme és a Déli-óceán korlátozott menedékhelyei valószínűleg messze meghaladják a pingvinek alkalmazkodóképességét

– mutattak rá a szakemberek a tanulmányban. – A jövőbeli összeomlások veszélye állandóan fennáll, mivel a déli féltekén a pingvinpopulációk gyors, antropogén, tehát az ember tevékenységéből eredő, ahhoz kapcsolódó éghajlatváltozással néznek szembe.

A pingvineknek legfeljebb nyolc percig lehet kényelmes a merülés Forrás: Fine America Art

A Déli-óceán a 60. déli szélességi kör és az Antarktisz közötti víztömeg neve a modern földrajztudományban, az ötödik óceánként emlegetik.

Úgy tűnik, a globális felmelegedés eltérően hat a pingvinfélékre:

a galápagosi pingvin élőhelyét például veszélyezteti, a királypingvint viszont a sziklás partok terjeszkedésével új élőhelyekhez juttatja.