Земляная синица (Parus humilis) обитает на Тибетском плато, самом большом высокогорном массиве суши в мире. Это исследование обнаружило молекулярные сигнатуры в геноме наземной синицы, которые показывают, как она справляется с экстремальными условиями жизни в этой среде обитания.В исследовании приняли участие профессор Дэвид Ламберт и доктор Санкар Субраманиан из Центра экологического будущего Университета Гриффита.
«Мы давно знаем, что эти птицы хорошо приспособлены к жизни с низким уровнем кислорода, типичным для больших высот, но до сих пор у нас было лишь ограниченное понимание генетического фона этих адаптаций», — сказал доктор Субраманиан.«В этом исследовании мы определили генетические модификации видов, которые делают это возможным», — сказал он.Результаты исследования были опубликованы в статье под названием «Геном наземной синицы показывает адаптацию птиц к жизни на больших высотах на Тибетском плато» в журнале Nature Communications.В отличие от своих родичей, живущих на деревьях, тусклая маленькая певчая птичка живет исключительно над линией деревьев на высоте от 3300 до 5400 м, в каменистых степях и лугах Тибетского плато.
Вследствие своего местоположения он также ведет себя по-разному, добывая пищу на земле и роя норы или туннели для ночевок и гнездовий. Он также выглядит по-другому с более длинным и прямым клювом, более длинными ногами, большим размером тела и более бледным оперением.Из-за всех этих отличий друг от друга наземная синица долгое время считалась принадлежащей к семейству вороньих. Лишь позже выяснилось, что это не самый маленький врановид в мире, а, скорее, самая большая синица в мире.
«Наше геномное исследование еще раз подтверждает этот таксономический вывод. Предок наземной синицы отделились от других синиц между 7,7 и 9,9 миллионами лет назад», — сказал доктор Субраманиан.
Исследование также показывает, как геном земляной синицы может характеризоваться рядом адаптаций к окружающей среде, которую она называет своим домом.«Одна из основных адаптаций — это положительный отбор генов, участвующих в реакции на гипоксию и развитие скелета, подобных тем, которые экспрессируются у других организмов в высокогорных средах, таких как Тибет и Анды», — сказал доктор Субраманиан.«Мы также обнаружили у этой птицы расширение генов, участвующих в метаболизме жирных кислот у наземных синиц, по-видимому, чтобы выдерживать экстремальные холода», — сказал он.Другой неожиданной адаптацией стала очевидная потеря генов, обеспечивающих иммунитет против патогенов, включая вирусы и бактерии.
«Возможно, это связано с тем, что на Тибетском плато присутствует меньше микроорганизмов и, следовательно, снижен риск оппортунистических инфекций», — сказал д-р Субраманиан.А снижение обоняния вполне может стать еще одной жертвой жизни на Тибетском плато.
"Это может быть следствием ограниченного разнообразия запахов, которые можно найти в засушливой среде альпийских лугов, но это не объясняет, почему як, вид, который также обитает на Тибетском плато, имеет повышенное количество генов обонятельных рецепторов. по сравнению с крупным рогатым скотом », — сказал д-р Субраманиан.«Чтобы полностью понять потерю генов обонятельных рецепторов у наземной синицы, необходимо провести дальнейшие сравнения с геномами близкородственных видов, обитающих на более низких высотах».
Геномное исследование наземной синицы дает новое понимание уникальных адаптаций, необходимых для высокогорной среды, и дополняет знания о стратегиях выживания, присущих другим высокогорным видам.Потребуются дополнительные исследования для сравнения геномов близкородственных видов, обитающих на больших высотах и ??в низинах, для дальнейшего изучения генетической основы этих адаптаций.