Pinguïns zijn misschien het best bekend als loopvogels waarvan de vleugels hen helpen door ijskoude Antarctische wateren te “vliegen”. Maar pinguïns verloren hun vermogen om te vliegen en werden in plaats daarvan zo’n 60 miljoen jaar geleden gestroomlijnde zwemmers, lang voordat de Antarctische ijskap werd gevormd – en onderzoekers hebben nu onthuld hoe dat gebeurde.
Een nieuwe studie van pinguïnfossielen en de genomen van huidige en recent uitgestorven pinguïns identificeerde een reeks genetische aanpassingen die de vogels maakten om een aquatische levensstijl te leiden; van zicht dat gevoelig is voor blauwe tinten onder water tot genen die verband houden met bloedoxygenatie en zelfs voor veranderingen in botdichtheid. Samen suggereren de bevindingen dat pinguïns zich als groep hebben aangepast om enkele ernstige veranderingen in het milieu te overleven die zich gedurende miljoenen jaren hebben voltrokken.
Van vlucht naar flightless
De oudste pinguïnfossielen dateren van 62 miljoen jaar geleden, zei co-auteur Daniel Ksepka, een paleontoloog in het Bruce Museum in Greenwich, Connecticut. Tegen die tijd waren pinguïns al vliegend, hoewel ze er heel anders uitzagen dan moderne pinguïns. Ze hadden langere benen en snavels, en hun vleugels waren nog steeds meer vleugelachtig dan flipperachtig, vertelde Ksepka aan WordsSideKick.com.
“Deze vroege zijn waarschijnlijk geëvolueerd van een papegaaiduikerachtig dier dat nog steeds door de lucht kan vliegen,” zei Ksepka. (Deze vliegende voorouder is nog niet ontdekt in het fossielenbestand, dus het is niet precies bekend wanneer pinguïns hun luchtvaardigheden verloren.)
In de loop van de tijd creëerde de evolutie een “bonte bemanning van interessante pinguïnkarakters”, zei Ksepka, van pinguïns met lange speerachtige snavels tot pinguïns met rode veren tot vogels die een voet of twee groter waren dan de grootste pinguïnsoort van vandaag, de keizer, die meet ongeveer 3 voet 7 inch (1,1 meter) lang.
In de studie evalueerden onderzoekers fossiel bewijs naast het genoom van alle nog levende pinguïns, en gedeeltelijke genomen voor degenen die in de afgelopen paar honderd jaar zijn uitgestorven. De bevindingen suggereren dat pinguïns ergens voor 60 miljoen jaar geleden zijn ontstaan in de buurt van wat nu Nieuw-Zeeland is, zich verspreidden naar Zuid-Amerika en Antarctica en vervolgens terugkeerden naar Nieuw-Zeeland. De meeste soorten die tegenwoordig leven, zijn in de afgelopen 2 miljoen jaar of zo van elkaar afgeweken, zei Ksepka. Gedurende die periode heeft de aarde cycli van glaciale en interglaciale perioden doorgemaakt waarin het poolijs uitdijde en zich terugtrok. Oprukkend ijs duwde pinguïns naar het noorden, waarschijnlijk waardoor sommige populaties van elkaar werden afgesneden en ze ongeveer 100.000 jaar lang hun eigen evolutionaire pad konden volgen. Tegen de tijd dat het ijs zich terugtrok, waren de gescheiden pinguïns geëvolueerd tot verschillende soorten.
“Het beïnvloedt niet alle soorten in gelijke mate, maar het is bijna alsof iemand een zwendel draait om meer pinguïnsoorten te maken,” zei Ksepka.
genetische aanpassingen
Ondanks alle veranderingen die ze hebben doorgemaakt, hebben pinguïns de langzaamste evolutionaire veranderingssnelheid van alle vogels, meldden de onderzoekers op 19 juli in het tijdschrift Natuurcommunicatie (opent in nieuw tabblad). Dit was verrassend en blijft onverklaard, zei Ksepka. Grotere dieren en dieren die zich relatief langzaam voortplanten, zoals pinguïns, hebben de neiging om langzamere evolutionaire snelheden te hebben, zei hij. Sommige vogels die groter zijn dan pinguïns evolueren echter sneller dan pinguïns. Andere soorten vogels die zich voortplanten met een snelheid die vergelijkbaar is met die van pinguïns, evolueren ook sneller, dus er is meer werk nodig om te begrijpen waarom pinguïns zo traag evolueren, zei Ksepka
Hoewel de evolutie van pinguïns relatief traag kan zijn, heeft het hen veel aanpassingen opgeleverd voor het leven in en nabij de zee. Ze delen een reeks genen met andere loopvogels die waarschijnlijk hun vleugels hebben ingekort, en ze hebben ook unieke genen die veel van de spieren in de vleugels van de voorouders van pinguïns in pezen hebben veranderd, waardoor de vleugels van de pinguïn verstijven en ze meer op vinnen lijken. De onderzoekers vonden ook mutaties in genen die verband houden met calciumopslag, wat kan bijdragen aan de dichte botten die pinguïns helpen duiken.
Evolutie heeft ook veel andere veranderingen teweeggebracht, zoals genen die verband houden met vetopslag en temperatuurregulatie. Een interessante vondst was dat pinguïns al vroeg in hun evolutie verschillende genen verloren die verband hielden met het verteren van de exoskeletten van schaaldieren. Dit suggereert dat vroege pinguïns een dieet hadden dat gericht was op prooien zoals vissen en inktvissen, zei Ksepka. Maar de uitbreiding van de ijskappen creëerde een Antarctisch ecosysteem dat rijk was aan krill, dat zijn kleine schaaldieren. Gelukkig ontdekten de onderzoekers dat pinguïns nog één gen over hadden – het CHIA-gen – waardoor ze nog steeds schaaldieren konden verteren.
“Als die laatste was uitgeschakeld, hadden ze misschien moeite gehad met het verteren [krill]’, zei Ksepka.
Ongeveer 75% van alle pinguïnsoorten die ooit hebben geleefd, is uitgestorven en de klimaatverandering kan nog meer uitroeien, waarschuwde Ksepka. Dit geldt vooral voor soorten met een niche-levensstijl, zoals keizerspinguïns (Aptenodytes forsteri) die volledig op zee-ijs broeden. Als zee-ijs smelt, zei Ksepka, mogen keizerspinguïns strijd om broedplaatsen te vinden. Aan de andere kant van het spectrum leven de kleine pinguïns die de rotsachtige Galapagos-eilanden bewonen zo ver van ander land dat ze nergens kunnen vluchten als hun equatoriale habitat te heet wordt.
“We denken zeker dat deze dieren gevoelig zijn voor veranderingen in het milieu, en in veel gevallen worden ze al als bedreigd beschouwd”, zei Ksepka. “In andere gevallen kunnen ze de komende decennia veel kwetsbaarder worden.”
Oorspronkelijk gepubliceerd op WordsSideKick.com.
#Meer #dan #miljoen #jaar #geleden #verlieten #pinguïns #vlucht #zwemmen #Hier #hoe