L’uccello canoro di Bachman, un uccello canoro che è stato visto l’ultima volta in Nord America quasi 40 anni fa, era una specie distinta e non un ibrido delle sue due specie sorelle viventi, secondo un nuovo studio in cui i genomi completi di sette esemplari museali dell’uccello sono stati sequenziato. I confronti del genoma dell’uccello di Bachman con gli uccellini dalle ali dorate e dalle ali blu hanno anche aiutato i ricercatori a identificare un nuovo gene candidato coinvolto nella pigmentazione delle piume nel gruppo. Un documento che descrive lo studio, condotto dai ricercatori della Penn State, evidenzia il ruolo cruciale che le collezioni museali possono svolgere nella scienza e appare il 16 giugno 2023 sulla rivista Biologia attuale.
“L’uccello di Bachman è l’unico uccello canoro noto per essersi recentemente estinto in Nord America”, ha affermato David Toews, assistente professore di biologia presso il Penn State Eberly College of Science e capo del gruppo di ricerca. “È una delle tre specie del genere Vermivora. Il nostro laboratorio studia le due specie viventi di questo genere, che si accoppiano tra loro producendo prole ibrida”.
I warblers dalle ali dorate e dalle ali blu producono uno spettro di ibridi, ma due distinti tipi di prole ibrida, ciascuno con una combinazione unica della colorazione della specie madre, sono stati al centro dell’attenzione di osservatori di uccelli e ornitologi. Questo perché si pensava che questi due ibridi fossero essi stessi specie distinte, conosciute come l’uccello di Brewster e l’uccello di Lawrence, fino a quando un attento studio degli ibridi selvatici e, ora, la moderna analisi genetica non ha confermato le loro origini ibride. L’uccello di Bachman estinto assomiglia a uno di questi discendenti ibridi nella colorazione, quindi c’era qualche dubbio sul fatto che l’uccello di Bachman fosse esso stesso una specie distinta o se potesse anche essere stato un ibrido.
Il team di ricerca ha raccolto sette esemplari dell’uccello di Bachman dalle collezioni dei musei ed ha estratto il DNA dai polpastrelli degli uccelli. Hanno quindi eseguito il sequenziamento dell’intero genoma per confrontare il genoma dell’uccello di Bachman con i genomi esistenti per le due specie viventi del genere.
“Non è mai facile ottenere il DNA per il sequenziamento da campioni museali”, ha affermato Andrew Wood, il primo autore dell’articolo, che era un tecnico di ricerca nel laboratorio di Toews al momento della ricerca ed è ora ricercatore post-dottorato presso l’Università di Minnesota. “Questi uccelli sono stati raccolti più di cento anni fa e non sono stati conservati in alcun modo speciale, ma siamo stati in grado di estrarre abbastanza DNA per ottenere sequenze genomiche paragonabili a quelle delle specie viventi”.
I genomi dei warblers dalle ali dorate e dalle ali blu sono molto simili tra loro, ad eccezione di alcune regioni che sono coinvolte nella determinazione dei modelli di colorazione delle penne degli uccelli. In confronto, il genoma dell’uccello di Bachman era molto diverso, il che indicava ai ricercatori che si trattava, in effetti, di una specie distinta.
“Abbiamo solo una piccola dimensione del campione per il genoma della silvia di Bachman, ma una delle scoperte interessanti che abbiamo visto confrontando i sette esemplari è stata che c’erano lunghe” serie di omozigosi “”, ha detto Toews. “Queste sono regioni del genoma in cui le due copie del genoma – una ereditata da ciascun genitore – sono identiche tra loro ed è un’indicazione che la popolazione potrebbe essere stata piccola e c’era molta consanguineità. Vediamo simili modelli nelle specie viventi, quindi capire se questo potrebbe aver contribuito all’estinzione dell’uccello di Bachman potrebbe aiutarci a comprendere meglio la salute e la conservazione della popolazione vivente”.
I ricercatori hanno anche confrontato i genomi delle tre specie per cercare regioni del genoma che potrebbero essersi evolute in modo diverso in ogni lignaggio. Queste differenze possono essere indicatori del fatto che una particolare regione del genoma si è evoluta attraverso la selezione naturale per un tratto particolare oa causa di un altro processo evolutivo. Avere il genoma di una terza specie da confrontare ha permesso ai ricercatori di identificare una regione che conteneva un nuovo gene candidato coinvolto nella pigmentazione della silvia.
“Abbiamo iniziato questo studio perché eravamo interessati a conoscere la storia e la biologia dell’uccello di Bachman”, ha detto Woods. “Ma i nostri risultati hanno anche evidenziato come possiamo utilizzare le specie estinte per conoscere i loro parenti viventi. Perdiamo molto contesto biologico ed evolutivo attraverso il processo di estinzione ed essere in grado di confrontare l’uccello di Bachman con le due specie viventi ci ha permesso di identificare un gene che altrimenti non avremmo potuto trovare. Il contesto è fondamentale per comprendere la biologia. Le raccolte di storia naturale ci consentono di collocare nuove osservazioni in contesti che potrebbero essere scomparsi dal mondo naturale. Questo alimenta le scoperte e rende i musei strumenti potenti e sottovalutati. “
Oltre a Toews e Wood, il gruppo di ricerca comprende Zachary A. Szpiech, assistente professore di biologia alla Penn State; Irby J. Lovette al Cornell Lab of Ornithology; e Brian Tilston Smith all’American Museum of Natural History di New York. La ricerca è stata finanziata dalla US National Science Foundation, dagli Huck Institutes of the Life Sciences della Penn State e dal Penn State Eberly College of Science. I calcoli sono stati eseguiti utilizzando il supercomputer Roar del Penn State Institute for Computational Data Sciences.
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