Um pássaro híbrido extremamente raro permite aos pesquisadores diferenciar as características de cor que muitas vezes andam juntas

“Toutinegras de asas douradas têm uma máscara preta e um remendo preto na garganta, enquanto as toutinegras de asas azuis não têm nenhum”, disse Marcella Baiz, pesquisadora de pós-doutorado na Penn State e primeira autora do estudo. “Quando os indivíduos de cada espécie acasalam uns com os outros, quase todos os seus descendentes híbridos têm traços correspondentes, então os dois traços da plumagem negra estão presentes ou ambos estão ausentes. Mas capturamos este pássaro muito estranho que quase completamente se assemelha a uma toutinegra de asas douradas mas faltando um remendo preto na garganta. “

Os pesquisadores acreditam que essa combinação única ocorre em menos de 0,5% das toutinegras híbridas. Pelo que eles sabem, esse tipo de híbrido havia sido documentado apenas uma vez em uma ave coletada em 1934 e descrita em 1951 em uma coleção de museu.

“Originalmente, encontramos esta ave graças ao conselho de um observador de pássaros local que trabalha no Shaver’s Creek Environmental Center”, disse David Toews, professor de biologia da Penn State e autor do estudo. “Ele sugeriu que uma área próxima parecia um bom habitat para toutinegras e também carregou observações de toutinegras no aplicativo eBird, que os cientistas podem usar em suas pesquisas. Fomos explorar o local quando vimos este pássaro único e emocionante. Capturamos cuidadosamente o pássaro para que pudéssemos documentar sua plumagem, tiramos uma amostra de sangue para sequenciar seu genoma e depois o liberamos. “

Em um estudo anterior, os pesquisadores sequenciaram os genomas da toutinegra de asa dourada e azul e seus híbridos e identificaram uma pequena região que impulsiona a coloração preta nessas aves a montante do gene da proteína de sinalização Agouti (ASIP). Mas como as duas características são quase sempre herdadas juntas, não estava claro se o ASIP regulava as características juntas ou separadamente.

“Como já tínhamos dados de sequenciamento do genoma para as espécies-mãe e híbridos com rosto e cor de garganta correspondentes, o sequenciamento do genoma da ave incompatível nos permitiu separar as regiões genéticas subjacentes à máscara e ao patch. Da garganta”, disse Baiz.

A equipe confirmou que a região previamente identificada está conectada à mancha preta no pescoço e também identificou um novo local, próximo, mas mais acima do genoma, que eles acreditam estar conectado à máscara facial preta. Para que o pigmento preto ocorra nessas aves, as duas cópias (uma em cada cromossomo) devem ter vindo originalmente da toutinegra de asa dourada, sugerindo que essas são características “recessivas”. Ter uma ou ambas as cópias da toutinegra de asa azul nesses locais resulta em nenhuma máscara ou remendo na garganta.

“Mais de cem anos atrás, um biólogo chamado John Treadwell Nichols formulou a hipótese de que a coloração preta da garganta era um traço recessivo”, disse Toews. “Mais tarde, quando Kenneth Parkes descreveu o híbrido raro em 1951, ele sugeriu que, se a cor da garganta e a máscara fossem controladas separadamente, elas teriam de estar ligadas de alguma forma ou localizadas próximas umas das outras no genoma. Parkes descreveu sua teoria como um fator genético problema para estudo futuro ‘, e fomos capazes de confirmar ambas as teorias usando ferramentas genéticas modernas. “

Os pesquisadores sugerem que os locais que identificaram podem estar localizados dentro de duas regiões promotoras separadas para o gene ASIP, que liga ou desliga o gene em diferentes contextos. Por estarem localizados muito próximos uns dos outros no cromossomo, os promotores geralmente seriam herdados juntos, mesmo se o material genético se misturasse entre os cromossomos durante a reprodução, o que explicaria por que a maioria dos híbridos tem os dois ou nenhum deles. de plumagem negra. No entanto, o pássaro desemparelhado foi provavelmente o resultado de um caso extremamente raro em que este não foi o caso, seguido por várias gerações de retrocruzamentos com toutinegras de asas douradas.

“Se os genes de coloração em toutinegras têm uma arquitetura genética semelhante, com múltiplos promotores controlando onde o pigmento é depositado, é fácil ver como algumas mutações podem produzir uma variedade de padrões de cores diferentes entre essas espécies de pássaros canoros”, disse ele. . “Isso pode ajudar a explicar por que existem tantas espécies diferentes de toutinegras com tanta diversidade de cores.”

Como a coloração de uma toutinegra é uma dica importante para comportamentos como o acasalamento, pode haver implicações de que o híbrido incompatível tem apenas uma das características. Por exemplo, pode ser atraente para as fêmeas de ambas as espécies porque tem qualidades de ambas ou nenhuma. Os pesquisadores esperam observar este pássaro no futuro e determinar se ele tem um companheiro, e pesquisas futuras ligando as características da plumagem ao sucesso reprodutivo esclareceriam essas implicações.

“Observamos esse pássaro por dois anos consecutivos, então ele sobreviveu a pelo menos dois eventos de migração”, disse Toews. “Este estudo e a história de como encontramos esta ave é um excelente exemplo de como os observadores de pássaros e cientistas cidadãos podem fazer uma diferença real na pesquisa.”

A pesquisa foi apoiada pelo Penn State Eberly College of Science e os Huck Institutes of the Life Science.

Fonte da história:

Materiais fornecido por Estado de Penn. Original escrito por Gail McCormick. Nota: o conteúdo pode ser editado quanto ao estilo e comprimento.