Вчені склали карту еволюції кожного відомого виду птахів

Дослідницька група створила комплексне еволюційне дерево всіх видів птахів, інтегрувавши дані сотень досліджень у «Відкрите дерево життя» – проєкт, який постійно оновлюється новими геномними даними. Професор Емілі Джейн Мактавіш та її команда з Корнельської лабораторії орнітології успішно склали карту еволюційних зв’язків усіх відомих видів птахів. Цей амбітний проєкт призвів до створення найповнішого на сьогодні еволюційного дерева птахів.

Щоб побудувати це комплексне філогенетичне дерево, дослідники об’єднали дані про 9239 видів птахів з майже 300 наукових досліджень, опублікованих між 1990 і 2024 роками. Вони доповнили їх кураторською інформацією про ще 1000 видів. Отриманий набір даних розроблено для легкого обміну та постійного оновлення в міру появи нових досліджень.

«Люди люблять птахів, і багато людей працюють над птахами. Люди постійно публікують наукові статті про еволюційні зв’язки птахів», — сказав Мактавіш. «Ми синтезували всі дані, щоб мати уніфіковану інформацію в одному місці».

Методологія та результати дослідження детально описані в статті, опублікованій у журналі Proceedings of the National Academy of Sciences . За словами авторів, це синтезоване еволюційне дерево має широкий потенціал застосування для вивчення еволюції та екології птахів. Щобільше, підхід, який використовується для побудови дерева, може бути адаптований для вивчення інших груп тварин і рослин.

Проєкт розпочався близько чотирьох років тому, коли Еліот Міллер, який тоді працював з лабораторії Корнельського університету, звернувся до Мактавіша, який вже близько десяти років працює над програмним забезпеченням для проєкту «Відкрите дерево життя» (OpenTree).

«Щороку публікуються десятки філогенетичних досліджень птахів (досліджень еволюційної історії з використанням генетики), проте їхні висновки — з наслідками для всього, від таксономії до нашого розуміння характеристик предків — не обов’язково використовуються для подальших досліджень», — сказав Міллер. «Наш проєкт має допомогти замкнути це дослідницьке коло, щоб ці дослідження та їхні висновки були краще включені до подальших досліджень».

Співпраця через спільну пристрасть

Мактавіш сказала, що хоча вона не зустрічалася з Міллером до того, як він попросив її про співпрацю, цей проєкт ідеально поєднувався з її поточною роботою.

«Еліот справді захоплюється птахами, а в лабораторії повно експертів з птахів, вони також розробляють додатки для спостереження за птахами, такі як Merlin та Ebird, тож це була їхня сторона справи, а я працювала над цим програмним забезпеченням для поєднання еволюційних дерев, тож це була моя сторона справи», – пояснила вона.

OpenTree – це спільний проєкт, який об’єднує еволюційних біологів та експертів з таксономії для створення точного, вичерпного еволюційного дерева, яке описує, як кожен названий вид на Землі пов’язаний з усіма іншими. Він працює за вікі-подібною моделлю, що дозволяє користувачам вручну завантажувати дані для оновлення еволюційних зв’язків дерева.

Мактавіш пояснив, що в міру появи нового розуміння взаємозв’язків користувачі можуть додавати цю інформацію до Дерева життя, щоб переконатися, що воно відображає найактуальніше розуміння еволюційних взаємозв’язків між видами.

Постійні оновлення у зростаючому дереві життя

Оскільки у Відкритому дереві життя представлено понад 2,5 мільйона видів, а завдяки досягненням у секвенуванні геному постійно надходять нові дані, Мактавіш, біолог з кафедри наук про життя та навколишнє середовище Школи природничих наук, та його колега розробили програмне забезпечення, яке автоматично оновлює дерево в міру надходження даних.

Вона сказала, що синтез видів птахів заповнює ще одну прогалину у Відкритому Дереві. Як і нове дослідження, проєкт «Відкрите дерево» підтримується фінансуванням Національного наукового фонду, який, за словами Мактавіша, відіграв вирішальну роль у налагодженні співпраці, зборі даних від сотень опублікованих авторів та обміні інформацією між дисциплінами та установами.

«Ця відкрита наука та середовище співпраці справді зробили це можливим», – сказала вона. Джерело