Ученые исследуют, как два извержения вулкана навсегда изменили нелетающего коричневого киви

Как показало новое исследование из Университета Торонто Скарборо, когда два массивных извержения вулканов покрыли Новую Зеландию пеплом, они навсегда изменили генетику коричневой птицы киви, сообщает «phys.org».

Коричневые киви разделены на четыре отдельные линии, которые населяют разные части Северного острова Новой Зеландии. Неизвестно, почему существуют эти четыре группы, но хорошо известно, что птицы пережили два массивных извержения вулкана.

Исследователи обнаружили, что извержения уничтожили большинство птиц и изолировали выживших, оставив немногих для передачи их генов.

«Вы можете легко определить, из какого региона острова или из какой популяции пришла птица, посмотрев на ее ДНК. Они довольно сильно дифференцированы, учитывая, что это один и тот же вид», — говорит Джордан Беммелс, ведущий автор исследования.

«То, что мы обнаружили, позволяет нам сказать, что эти вулканы действительно оказали влияние на коричневый киви, который сохраняется по сей день».

Около 30 000 лет назад супервулкан Таупо покрыл участки острова толстыми слоями пепла и магматической породы в массивном извержении, которое выбросило более 1000 кубических километров пепла и частиц. Другое извержение покрыло ландшафт пеплом на одну десятую больше почти 2000 лет назад.

В исследовании, рассматривалась генетика и местоположение 57 коричневых киви, собранных новозеландскими чиновниками по охране природы в период с 1980-х по 2000-е годы. Беммельс использовал суперкомпьютер для создания 2D-карт острова, а затем поместил киви вместе с их генетическими данными в их текущие местоположения.

Беммельс вводит факты о коричневом киви, приземистой, нелетающей птице. Это включало в себя характеристики среды обитания, необходимые им для выживания, их тенденцию оставаться вблизи места рождения и другие модели миграции.

Затем он добавил огромное влияние двух извержений вулканов — от того, сколько коричневых киви мог убить взрыв, до того, насколько пригодными для жизни он сделал бы районы острова.

Компьютер смоделировал извержения и сравнил 12 возможных моделей того, как птицы могли быть затронуты. Затем Беммельс определил, какой результат поместил конкретные линии коричневых киви ближе всего к тому, где они встречаются сегодня, с аналогичными генетическими характеристиками.

«Это сильно отличается от других методов генетического моделирования, где популяции моделируются гипотетически и нет пространственного компонента», — говорит Беммельс. «Насколько мне известно, никто не построил модель такого стихийного бедствия, а затем не видел, как оно влияет на генетическое разнообразие и распределение генетических групп».

Наиболее вероятным объяснением было то, что первое извержение уничтожило большинство птиц, оставив несколько на окраинах острова. Выжившие группы, скорее всего, оставались изолированными друг от друга, потому что они были разделены естественными барьерами, такими как реки и горы, но в конечном итоге вернулись в контакт в течение тысяч лет.

В меньших масштабах второе извержение оказало аналогичное воздействие: смерть, дальнейшая изоляция и более сильные генетические сигнатуры, поскольку выжившие передавали свои гены.

Результаты также показывают, что киви медленно начал двигаться обратно к центру острова, повторно колонизируя землю, когда она оправлялась от извержений. В течение нескольких поколений они передавали конкретные генетические сигнатуры, найденные сегодня.

В то время как люди уничтожили большую часть среды обитания коричневых киви и продолжают вносить свой вклад в их статус исчезающего вида, их влияние не может полностью объяснить генетические различия птиц. Коренные маори населяют остров около 700 лет, в то время как европейцы начали иммигрировать в больших количествах только около 160 лет назад — слишком недавно, чтобы объяснить расхождение.

Фактически, Беммельс, по-видимому, подтвердил теорию, ранее вынашиваемую лабораторией Вейра: вид уже начал разделяться на четыре линии, но извержения мгновенно усилили разделение.