Diversi milioni di anni fa, un progenitore del gruppo di uccelli canori conosciuti come i mieli del ciclone arrivò alle Isole Hawaii. Gli uccelli si sono divisi in diverse specie per riempire una varietà di nicchie, sussistendo su tutto, dalle larve alla linfa degli alberi al nettare dai fiori tropicali. Ma fino a poco tempo fa, gli scienziati non sapevano esattamente come le varie specie di honeycreeper attualmente esistenti fossero correlate tra loro - o quale uccello della terraferma fosse il loro antenato più vicino.
Un nuovo studio di un team di scienziati Smithsonian, pubblicato su Current Biology, ha messo insieme questo enigma e risolto il mistero. "Questa radiazione è uno dei tesori scientifici naturali che l'arcipelago offre nel mezzo del Pacifico", afferma la dott.ssa Heather Lerner, professore presso il Earlham College, che ha lavorato allo studio come ricercatore post dottorato presso lo Smithsonian Conservation Biology Institute con Rob Fleischer e Helen James.
La maggior parte delle specie di honeycreeper ha colori vivaci e canta una canzone simile a un canarino. Ma oltre a ciò, sono notevolmente diversi. "Hai specie di honeycreeper che sono adattate per il nettarivory, mentre altri mangiano semi, frutta o persino lumache", dice Lerner. "Hai alcuni tipi di banconote che sono unici tra gli uccelli."
Come i famosi fringuelli studiati da Darwin nelle Isole Galapagos, gli scienziati hanno a lungo considerato i mieli un esempio da manuale di radiazione adattativa, un gruppo di specie che si è evoluto per riempire una varietà di nicchie all'arrivo in un nuovo habitat. "Nel cercare di comprendere tutta questa diversità, se non capisci come e quando si è evoluta, non puoi davvero testare molte ipotesi", afferma Lerner. "La filogenesi, le relazioni individuali tra le specie, sono fondamentali."
Per iniziare a risolvere questo mistero, il team di ricerca ha raccolto campioni di DNA da un'ampia varietà di uccelli. Oltre a campionare tutte e 18 le specie di honeycreeper viventi - e un gruppo recentemente estinto - hanno prelevato DNA da 28 specie di uccelli che sembravano condividere le caratteristiche fisiche con i honeycreepers o avere range simili.
I ricercatori hanno quindi utilizzato tecniche di sequenziamento del DNA all'avanguardia, alcune delle quali sono state sviluppate negli ultimi anni. Questi metodi erano cruciali, perché l'ordinamento delle relazioni intricate tra le varie specie richiedeva un'enorme quantità di DNA per trovare elementi comuni e differenze nei codici genetici. "Saremmo stati in laboratorio per sempre se non avessimo utilizzato alcune nuove tecnologie", afferma Lerner. “Quindi quello che abbiamo fatto è stato, invece di copiare forse 500 coppie di basi di DNA alla volta, o 1000, abbiamo fatto da 10.000 a 12.000 alla volta. È una rivoluzione completa in termini di sequenziamento del DNA. "
Gli scienziati hanno esaminato una serie di posizioni nel DNA per cercare variazioni tra le specie. Il grado di variazione che fornisce informazioni su quando le varie specie erano divergenti l'una dall'altra, poiché il DNA tende a mutare a una velocità fissa nel tempo. Più differenze esistono tra le specie, più tempo fa i loro percorsi evolutivi divergevano.
Le scoperte del team sono state in qualche modo sorprendenti: come si è scoperto, un antenato dei cardellini, un gruppo di specie di uccelli eurasiatici, era il parente più vicino condiviso da tutte le specie di honeycreeper hawaiane. I fringuelli dei fondatori probabilmente sono emigrati nelle isole Hawaii tra 7, 2 milioni e 5, 8 milioni di anni fa.
L'insolita geologia delle Hawaii ha avuto un ruolo nella rapida evoluzione di molte specie di honeycreeper che ne sono seguite. Le isole vulcaniche si sono formate una ad una nel tempo, mentre la placca tettonica del Pacifico viene trascinata attraverso un "punto caldo" del magma e ogni nuova isola offre una nuova opportunità per la colonizzazione.
"I tempi che otteniamo dalla nostra calibrazione suggeriscono che sono arrivati lì nel momento in cui Kaua'i si stava formando", afferma Fleischer. "Ma non hanno davvero iniziato ad accelerare il processo di scissione in diversi lignaggi fino a quando non si è formata l'isola di Oahu, quando ora hai improvvisamente avuto un vuoto di habitat aperto." Tra 4 milioni e 2, 5 milioni di anni fa, l'analisi del DNA indica che i mieli hanno subito un rapido periodo di speciazione, con varie specie che hanno sviluppato nuove forme di banconote e altre caratteristiche per sfruttare le tante nuove nicchie disponibili.
Negli ultimi anni, le specie di honeycreeper hanno sofferto molto della perdita di habitat e di altri problemi posti dallo sviluppo umano, con 38 specie in via di estinzione. Il team di ricerca prevede di utilizzare queste tecniche di analisi del DNA con campioni prelevati da esemplari museali estinti per vedere dove le specie si adattano all'albero genealogico evolutivo.
