A new perspective on avian phylogeny - a study based on mitochondrial genomes

Abstract: Popular Abstract in Swedish Nu levande fåglar delas traditionellt in i två grupper. Den ena gruppen är Palaeognathae och omfattar ratiter (struts, nandu etc.) och stubbstjärthöns. Den andra gruppen, Neognathae, representerar alla övriga fåglar, drygt 20 ordningar med över 9.000 arter. Grunden för denna uppdelning utgörs i första hand av morfologiska studier av fåglarnas gommar. Man har ansett att strutsfåglarnas gom är mer primitiv än andra fåglars och på grund av detta har paleognatha fåglar placerats på den tidigaste grenen i fåglarnas utvecklingsträd. Nya molekylära analyser talar emot den traditionella uppfattningen och visar på ett helt nytt utvecklingsträd för fåglarna. Jag har bestämt de kompletta mitokondriella DNA-sekvenserna från två strutsfåglar (struts, nandu) och en tätting (råka). När dessa jämförs med sekvensen av hönan visar det sig att tättingar grenar ut betydligt tidigare än struts och hönsfåglar. Istället för att enligt den gängse systematiken hamna på den tidigaste grenen i utvecklingsträdet så utgör de båda strutsfåglarna en betydligt senare utvecklingslinje. Detta förhållande finner man både i analyser av en enskild gen (cyt b) från ett stort antal arter samt i undersökningar av fullständiga mitokondrie-sekvenser från ett mindre antal arter. Genom att bestämma mängden mutationer i DNA-sekvenserna och jämföra dessa med en molekylär klocka kan man även få en uppfattning om när de olika utvecklingslinjerna bildades. Förgreningen mellan strutsfåglar och höna uppskattas till ungefär 90 miljoner år sedan medan tättingarna separerade från övriga fåglar för redan 120 miljoner år sedan. Mina molekylära data visar att strutsarna inte utgör den tidigaste förgreningen inom fåglarna. En möjlig förklaring till att de morfologiska studierna har tolkat strutsfåglarnas morfologi som primitiv i förhållande till andra fåglar kan vara neoteni. Neoteni är en förändring i fosterutvecklingen som leder till att vissa juvenila (barnsliga) drag behålls i vuxen ålder medan djuret blir könsmoget. Flera av de kännetecken som vi associerar som struts-specifika är i själva verket juvenila som t.ex. fjäderdräkten, de icke sammansmälta skallbenen samt den paleognatha gommen. Neoteni är vanligt förekommande hos amfibier och styrs där av mängden sköldkörtelhormon. Man har experimentellt visat att man genom att slå ut funktionen hos sköldkörteln hos starungar kan förändra deras morfologi så att strutslika drag som till exempel en dunig fjäderdräkt och en paleognath gomstruktur utvecklas. Det är därför möjligt att strutsfåglar på grund av en brist i sköldkörtelhormon har genomgått en neoten förändring i sin utveckling. Resultaten av min doktorsavhandling ifrågasätter den gängse uppfattningen om fåglarnas släktskapsförhållanden. Framtida studier kommer därför att inkludera fler fågelordningar i jämförande studier av kompletta mitokondriella-sekvenser men även andra gener från kärnan kommer att studeras. Strutsfåglarnas placering i utvecklingsträdet är av fundamental betydelse för att förstå hur de olika fågellinjerna har utvecklats i förhållande till varandra och därför bör den molekylära regleringen av sköldkörtelhormon i unga strutsar undersökas för att utröna om denna är annorlunda än hos övriga fågellinjer.