Mystisk uppkomst av fågel från "Otillgänglig Island" Förklaras slutligen

I en mycket avlägsen skärgård i södra Atlanten utstrålar en utdöd vulkan närliggande vertikala klippor från havet och möts för att bilda en hög platå. Den konstiga landsmassan, som ser ut som en tårta som har tappats i havet, är känd som otillgänglig ö. Inga människor har bott där sedan 1873, men det svärmer med en art av små, konstiga, flyglösa fågel. Frågan är: Hur kom de dit?

Forskare har frågat det här länge. För århundraden sedan spekulerade ornitolog Percy Lowe att förfäderna av Atlantisia rogersi, den otillgängliga ön järnväg, var också flightless och gjorde det till fjärran ön genom scuttling längs nu nedsänkt land broar. Men i det nya Molecular Phylogenetics and Evolution studie, ett internationellt team av forskare avslöjar en mycket mer realistisk - och imponerande - backstory.

Martin Stervander, Ph.D. är en evolutionär biolog och huvudförfattare på papperet. "Svaret vi upptäckte är att förfäderna på dessa skenor koloniserade ön ungefär 1,5 miljoner år sedan - vilket inte är så länge sedan i evolutionära tider", berättar Stervander Omvänd. "Det verkar som att fåglarna flög omkring 2 174 miles från Sydamerika och landade sedan på oåtkomlig ö, som förmodligen var en av de första markerna som de såg."

Stervander, nu en postdoctoral forskare vid University of Oregon, studerade den otillgängliga Island Rail under sin tid på Lunds universitet. Han åkte till ön för att studera finkar, men som Stervander påminner visste han och hans kollegor att "det var dessa otroligt konstiga och udda, endemiska flyglösa skenor och ingen kände till deras evolutionära historia". Så bestämde de sig för att upprätta ett nät, ner lågt på marken. När de började spela skenans samtal, sprang två fåglar snabbt in i nätet.

Att fånga skenorna var en succé i sig.Stervander säger att många arter av skenor - även de som kan flyga - är ganska hemlighetsfulla och klibbar nära ganska tät vegetation. När Stervander var på ön tog det fem dagar innan han ens såg en. Han såg bara fyra ytterligare. Trots deras uppenbara knapphet är den otillgängliga ön tätt bebodd av dessa fåglar: Stervander säger att den senaste uppskattningen pekar befolkningen till cirka 5 600 individer.

"Det betyder i grunden att de är överallt", förklarar Stervander. "Du kan höra dem hela tiden, ringer och grunting. De scurry runt i vegetationen som gnagare."

Att fånga skenorna gjorde det möjligt för laget att analysera sitt DNA och bestämma att deras närmaste nuvarande släktingar är den dot-winged crake i Sydamerika och den svarta skenan som finns i södra och nordamerika. När den gemensamma förfaderen av dessa rails flög till oåtkomlig ö, ändras arten på ett antal sätt. Regningen blev längre, benen blev starkare och färgningen ändrade sig något. Men kanske mest fascinerande, förlorade den otillgängliga Island Rail sin förmåga att flyga.

Det beror på att otillgänglig ö finns det verkligen inget behov av att flyga. Fåglarna kan få mat - flyglösa moths, bär, frön och maskar - genom att gå runt på marken. Det finns inga däggdjur eller rovdjur på skenorna på ön, så det finns inget att flyga ifrån. Med tiden blivit de skenor som investerade mindre i flygmekanismer blomstrade, eftersom det på det otillgängliga ön inte belönas med naturligt urval förmågan att flyga.

"Det är inte som att de förlorade sina vingar, men vingarna är kraftigt reducerade - de är korta och deras flygfjädrar är mycket korta," säger Stervander. "Viktigt är att deras flygmuskler har minskat dramatiskt. Denna minskning har hänt upprepade gånger både för andra skenor och fåglar som hamnar på isolerade öar eftersom det är ganska energiskt dyrt att hålla dessa muskler på väg."

Och när Stervander säger att otillgänglig ö är avlägsen, han betyder avlägsen. "Jag skulle argumentera för att det är mycket lämpligt namngivet", skrattar Stervander. "Det är verkligen, verkligen är otillgängligt."

Han åkte till ön - fast i mitten av havet mellan Sydamerika och Afrika - på ett forskningsfartyg som tog fart från Kapstaden, Sydafrika. Vetenskapsmännen reser en vecka och flygs sedan med helikopter till ön själv. De hade tur att få denna åktur - detta forskningsfartyg reser endast till otillgänglig ö en gång om året. Forskare som saknar båten kan ta en av de cirka 15 post- eller fiskebåtarna som reser till Tristan da Cunha per år, fråga sedan ett annat fiskefartyg för att ta dem till otillgängliga ön själv.

Denna resa, förklarar Stevander, kräver ett "flexibelt" schema. Peter Ryan, Ph.D., medförfattare till detta papper och professor i ornitologi vid University of Cape Town, fastnade på en fiskebåt i fem veckor innan den faktiskt kunde landa på otillgänglig ö.

"Det är bara så otroligt utsatt för väderförhållandena," säger Stervander. "Det finns egentligen bara två eller tre platser du kan landa under gynnsamma förhållanden och egentligen är bara en av dem på höger sida."

Ännu är öns avlägsenhet en välsignelse för dessa små, svarta fåglar. Stervander förklarar att om däggdjur, som gnagare, någonsin oavsiktligt introducerades till öarna, "det är troligt att skenorna skulle försvinna mycket snabbt." De har utvecklats för att existera existerande inom mycket specifika förhållanden och blomstrar i en värld där de inte behöver att flyga.

Abstrakt:

Rails (Aves: Rallidae) är kända för sin extrema spridningsförmåga, vilket har givit upphov till många ölinjer. Många isolerade arter förlorade förmågan att flyga som ett svar på frisättning från rovdjurstryck - en egenskap som orsakar snabb utrotning när människor senare introducerade däggdjur. Världens minsta befintliga flygelösa fågel, den otillgängliga öns järnvägen * Atlantisia rogersi, är endemisk mot otillgänglig ö, Tristan da Cunha skärgård, i centrala södra Atlanten. Den är placerad i ett monotypiskt släkt, men dess taxonomiska affinitet, såväl som geografiskt ursprung, ifrågasätts. I motsats till det föreslagna gamla världsbildet visar vi att den otillgängliga järnvägen är nestad i den huvudsakligen sydamerikanska "Laterallus-kaden" och att den koloniserade ≥3 miljoner årig otillgänglig ö från Sydamerika c. 1,5 miljoner år sedan. Skelettens taxonomi har traditionellt varit baserat på morfologi, och konvergent utveckling har orsakat många fall av felaktig klassificering. Vi föreslår en omklassificering inom "Laterallus clade" och kräver en förlängd täckning av taxonprovtagning för DNA-sekvensering.