화석 달걀 껍질의 분자 탐사로 멸종된 거대한 새의 숨겨진 혈통을 밝혀내다

Nature Communications 14권, 기사 번호: 914(2023) 이 기사 인용

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마다가스카르의 멸종된 코끼리새의 체계는 화석 기록의 큰 격차와 골격 표본의 생체분자 보존 불량으로 인해 여전히 논란의 여지가 남아 있습니다. 여기에서 1000년 된 화석 알껍질에 대한 분자 분석은 코끼리새의 계통학에 대한 최초의 설명을 제공하고 날지 못하는 이 거인의 생태와 진화에 대한 통찰력을 제공합니다. 마다가스카르 전역의 미토콘드리아 게놈은 달걀 껍질 형태, 안정 동위원소 구성 및 지리적 분포와 상관관계가 있는 유전적 변이를 나타냅니다. 코끼리 새 왕관의 연대는 ca. 3000만 년 전, 마다가스카르가 북쪽으로 이동하면서 덜 건조해진 것으로 추정됩니다. 높은 수준의 계통간 유전적 변이는 Mullerornis를 별도의 가족으로 재분류하는 것을 지원합니다. 낮은 수준의 계통 내 유전적 변이는 홀로세 동안 마다가스카르 남부에 코끼리새 속이 두 개만 존재했음을 시사합니다. 그러나 우리는 Aepyornis의 독특한 혈통을 나타내는 마다가스카르의 먼 북쪽에서 달걀 껍질 수집품을 발견했습니다. 더욱이, Aepyornis 내의 발산은 초기 홍적세 ca 동안 마다가스카르의 건조화와 일치합니다. 150만 년 전이며, 이는 고지대 인구의 단편화로 인해 단기간에 걸쳐 다양화와 극도의 거대화가 진행되는 것과 일치합니다. 우리는 고생물학 및 고생태학적인 관점을 통합하는 분류법의 개정을 옹호합니다.

마다가스카르의 코끼리새(Aves: Aepyornithidae)는 크고 날지 못하는 쥐새끼류로 약 천년 전에 멸종되었습니다. 코끼리새와 다른 새의 관련성은 여러 유전학 연구에서 코끼리새가 뉴질랜드 키위새의 자매라는 사실이 밝혀져 조류 다양성에 대한 우리의 이해에 혁명을 일으킬 때까지 미스터리로 남아 있었습니다. 그러나 코끼리 새의 생물 다양성과 진화 관계는 150년 전 처음 기술된 이래로 불확실하고 불안정했습니다4. 대부분의 종은 마다가스카르 남부와 중부 지역의 불완전한 홍적세-홀로세 이후 두개골 골격 유적에서만 알려져 있기 때문입니다5,6, 7 (그림 1a 및 보충 데이터 1). 두 속에 걸쳐 약 8종의 코끼리 새가 일반적으로 골격 화석의 형태학적 비교를 기반으로 인정되었지만4(그림 1c), 최근 골격 물질에 대한 형태학적 재평가6,7에서는 코끼리 새를 세 속에 걸쳐 네 종으로 재분류했습니다(Aepyornis, Mullerornis 그리고 새로운 속인 Vorombe). 그러나 이 개정판은 여전히 ​​의문의 여지가 있습니다. 수렴 진화를 통해 발생한 형태학적 특성의 동질성이란 두개골 후 골격 형태가 멸종된 백혈구 분류군8 내의 종 한계와 그들 사이의 진화 관계를 제대로 구별하지 못한다는 것을 의미합니다. 대안적으로, 고대 DNA(aDNA)의 사용은 멸종된 조류 종의 경계, 계통발생적 관계, 지리적 범위를 묘사하는 데 매우 성공적인 것으로 입증되었으며8,9,10,11,12 분자 방법을 통한 코끼리새 체계의 확증은 다음과 같습니다. 기한이 오래 지났습니다. 마다가스카르의 따뜻하고 습한 환경은 뼈의 aDNA 보존에 최적이 아니지만13 코끼리 새 알 껍질에서 추출되었으며 골격 화석은 덜 일반적입니다15. 달걀 껍질 미세 형태학, 안정 동위원소 지구화학 및 고단백질학의 도움을 받아 여기에서는 코끼리 새 분류학과 진화 역사를 재검토하기 위해 달걀 껍질 전체 미토콘드리아 aDNA를 사용하여 코끼리 새에 대한 최초의 계통지리학 조사를 자세히 설명합니다. 높은 수준의 고유성을 지닌 섬인 마다가스카르는 진화와 멸종의 기저에 깔린 메커니즘을 연구하기 위한 모델 시스템이며, 세계에서 가장 큰 새의 생활사에 대한 해결 부족은 우리의 이해에 큰 격차를 나타냅니다.