Ανακαλύφθηκε άγνωστο είδος πιγκουίνων στα πιο απομονωμένα νησιά της Γης

Γενετική έρευνα αποκάλυψε τέσσερα διαφορετικά είδη πιγκουίνων gentoo μεταξύ των οποίων και ένα νέο είδος που εντοπίστηκε να ζει στα Νησιά Κεργκελέν. Οι επιστήμονες προειδοποιούν ότι η κλιματική αλλαγή μπορεί να θέσει σε κίνδυνο αρκετούς απομονωμένους νησιωτικούς πληθυσμούς.

Ο αυτοκρατορικός πιγκουίνος, ο οποίος μπορεί να φτάσει σε ύψος περίπου 1,2 μέτρα, είναι το πιο γνωστό είδος πιγκουίνου. Ωστόσο άλλα 17 είδη πιγκουίνων ζουν σε ολόκληρο το Νότιο Ημισφαίριο. Πολλά από αυτά κατοικούν σε απομακρυσμένα νησιά που οι επιστήμονες επισκέπτονται σπάνια γεγονός που καθιστά δύσκολη τη μελέτη τους.

Αυτή η απομόνωση μπορεί να εξηγεί γιατί οι ερευνητές δεν είχαν εντοπίσει μέχρι σήμερα ένα εντελώς νέο είδος πιγκουίνου gentoo στα Νησιά Κεργκελέν, τα οποία είναι επίσης γνωστά στα γαλλικά ως Ερημωμένα Νησιά. Τα νησιά βρίσκονται σχεδόν 3,220 χιλιόμετρα από την πλησιέστερη μόνιμα κατοικημένη περιοχή.

Μια διεθνής ερευνητική ομάδα με επικεφαλής επιστήμονες από τη Χιλή και το Πανεπιστήμιο της Καλιφόρνιας στο Μπέρκλι ανακοίνωσε την ανακάλυψη σε μελέτη που δημοσιεύθηκε στην επιθεώρηση «Communications Biology». Πρόκειται για το πρώτο νέο είδος πιγκουίνου που λαμβάνει επίσημη επιστημονική ονομασία εδώ και περισσότερο από έναν αιώνα.

Τέσσερα διαφορετικά είδη gentoo

Τα γενετικά στοιχεία αποκάλυψαν ότι αυτό που οι επιστήμονες θεωρούσαν μέχρι σήμερα ένα ενιαίο ευρέως διαδεδομένο είδος gentoo αποτελεί στην πραγματικότητα τέσσερα διαφορετικά είδη. Ένα από αυτά παρέμενε κρυφό επειδή μοιάζει πολύ με τους υπόλοιπους πιγκουίνους gentoo έχοντας την ίδια μαύρη πλάτη και λευκή κοιλιά χαρακτηριστικά που βοηθούν τα πτηνά να αποφεύγουν τους θηρευτές και να κυνηγούν αποτελεσματικά στον ωκεανό.

Πέρα από μικρές διαφορές στο μέγεθος του σώματος και στις φωνητικές τους εκδηλώσεις, ο νεοαναγνωρισμένος πιγκουίνος έμοιαζε σχεδόν πανομοιότυπος με τους άλλους gentoo. Οι ερευνητές τον ταξινομούν ως κρυπτικό είδος επειδή παρουσιάζει ελάχιστες εξωτερικές διαφορές, παρά τον σημαντικό γενετικό διαχωρισμό του από τα άλλα είδη.

Κρυπτικό είδος στη βιολογία ονομάζεται μια ομάδα οργανισμών που είναι μορφολογικά ολόιδιοι ή εξαιρετικά παρόμοιοι, αλλά ανήκουν σε διαφορετικά εξελικτικά είδη επειδή δεν μπορούν να διασταυρωθούν μεταξύ τους (αναπαραγωγική απομόνωση). Λόγω της εξωτερικής τους ομοιότητας, η παραδοσιακή ταξινόμηση με το μάτι αδυνατεί να τα ξεχωρίσει. Η ανακάλυψή τους γίνεται πλέον εφικτή κυρίως μέσω αναλύσεων DNA ή μελέτης της συμπεριφοράς τους (π.χ. διαφορετικά καλέσματα ζευγαρώματος).

Αναγνωρίστηκαν τέσσερα διαφορετικά είδη πιγκουίνων gentoo

Οι ερευνητές διαπίστωσαν επίσης ότι τρία υποείδη gentoo που ήταν ήδη αναγνωρισμένα είναι γενετικά τόσο διαφορετικά ώστε θα πρέπει να θεωρούνται πλήρη είδη. Το μέλλον του νεοαναγνωρισμένου νοτιοανατολικού gentoo, Pygoscelis kerguelensis, καθώς και δύο ακόμη ειδών gentoo, παραμένει αβέβαιο, καθώς η κλιματική αλλαγή μεταμορφώνει τους βιότοπους της Ανταρκτικής και της υποανταρκτικής ζώνης.

Μόνο ο νότιος gentoo, που πλέον ονομάζεται Pygoscelis ellsworthi, φαίνεται πιθανό να αποφύγει σημαντικές επιπτώσεις και ίσως μάλιστα να επωφεληθεί από την επέκταση της εξάπλωσής του στην Ανταρκτική.

«Στην Ανταρκτική άλλα είδη και όχι ο gentoo απειλούνται από την κλιματική αλλαγή. Όμως ο gentoo είναι αυτός που μας ανησυχεί περισσότερο στις υποανταρκτικές περιοχές. Είναι πολύ σημαντικό οι οργανισμοί προστασίας της φύσης σε όλες τις εμπλεκόμενες χώρες να αναγνωρίσουν την κατάσταση και να λάβουν τα κατάλληλα μέτρα για να σώσουν αυτά τα τρία είδη πιγκουίνων gentoo» αναφέρει η Τζουλιάνα Βιάνα μία από τις κύριες συγγραφείς της μελέτης και καθηγήτρια οικοσυστημάτων και περιβάλλοντος στο Πανεπιστήμιο Andrés Bello στο Σαντιάγο της Χιλής.

Η γονιδιωματική ανάλυση λύνει μια διαμάχη για την ταξινόμηση

Οι ερευνητές συνεργάστηκαν με ειδικούς στους πιγκουίνους από διάφορες χώρες για τη διεξαγωγή μιας νέας γονιδιωματικής μελέτης των gentoo. Ορισμένοι επιστήμονες είχαν προηγουμένως προτείνει ότι υπάρχουν έως και έξι υποείδη gentoo αν και υπήρχε επί μακρόν διαφωνία σχετικά με την ταξινόμησή τους.

Η νέα μελέτη αποτελεί μια ευρεία επιστημονική συναίνεση, βασισμένη σε πλήρεις αλληλουχίες γονιδιώματος από 64 πιγκουίνους οι οποίοι προέρχονταν από 10 αποικίες αναπαραγωγής.

Για πρώτη φορά η δειγματοληψία κάλυψε σχεδόν ολόκληρη τη γεωγραφική εξάπλωση των πιγκουίνων gentoo. Οι ερευνητές συνέκριναν επίσης φυσικά χαρακτηριστικά, όπως τον χρωματισμό, τις φωνές, τις περιόδους αναπαραγωγής, τη διατροφή και τη συμπεριφορά κατά την αναζήτηση τροφής.

«Πιθανότατα δεν υπάρχει άλλο είδος πιγκουίνου του οποίου η ταξινόμηση να έχει αποτελέσει αντικείμενο τόσο μεγάλης συζήτησης όσο ο gentoo. Για περισσότερα από 100 χρόνια υπάρχει διαμάχη σχετικά με το πόσα είδη ή πόσα υποείδη υπάρχουν. Αυτό που προσπαθεί να κάνει αυτή η μελέτη είναι να απαντήσει στο ερώτημα χρησιμοποιώντας σύγχρονες, ολοκληρωμένες μεθόδους» αναφέρουν οι ερευνητές.

Η εξέλιξη των πιγκουίνων και η εξάπλωσή τους στην Ανταρκτική

Η συγκεκριμένη ερευνητική ομάδα συνεργάζεται εδώ και σχεδόν μία δεκαετία για τη μελέτη της εξέλιξης και της ποικιλομορφίας των πιγκουίνων.

Το 2019 δημοσίευσε έρευνα που έδειχνε ότι οι πιγκουίνοι εμφανίστηκαν για πρώτη φορά γύρω από την Αυστραλία και τη Νέα Ζηλανδία πριν από περίπου 22 εκατομμύρια χρόνια. Οι αυτοκρατορικοί και οι βασιλικοί πιγκουίνοι διαχωρίστηκαν αργότερα σε διαφορετικές ομάδες οι οποίες εγκαταστάθηκαν στην Ανταρκτική και στις υποανταρκτικές περιοχές.

Πριν από περίπου 12 εκατομμύρια χρόνια, η ανάπτυξη του περιπολικού θαλάσσιου ρεύματος βοήθησε στην εξάπλωση άλλων ειδών πιγκουίνων σε ολόκληρη την υποανταρκτική ζώνη, που αποτελείται από ένα σύνολο νησιών βόρεια της Ανταρκτικής και νότια των εύκρατων ζωνών.

Οι πιγκουίνοι τελικά αποίκισαν απομονωμένα νησιά και εξαπλώθηκαν τόσο βόρεια της Ανταρκτικής όσο και σε ορισμένες περιοχές της Αφρικής και της Νότιας Αμερικής. Οι πιγκουίνοι gentoo διαφέρουν από πολλά άλλα είδη πιγκουίνων επειδή έχουν ιδιαίτερα ποικίλη διατροφή τρώγοντας σχεδόν οτιδήποτε μπορούν να πιάσουν κάτω από το νερό.

Αυτή η ευελιξία έχει εξελιχθεί σε πλεονέκτημα καθώς οι πληθυσμοί του κριλ μειώνονται. Πιγκουίνοι με πιο εξειδικευμένη διατροφή, όπως ο αυτοκρατορικός και ο πιγκουίνος Adélie, παρουσιάζουν μείωση πληθυσμών ενώ οι πληθυσμοί των gentoo στη χερσόνησο της Ανταρκτικής συνεχίζουν να αυξάνονται.

Η απομόνωση και η διατροφή οδήγησαν στη δημιουργία νέων ειδών

Οι ερευνητές πιστεύουν ότι αυτή η προσαρμοστικότητα στη διατροφή συνέβαλε επίσης στην εξέλιξη του νέου είδους. Επειδή οι πιγκουίνοι gentoo συνήθως αναζητούν τροφή κοντά στις φωλιές τους και επιστρέφουν κάθε χρόνο στις ίδιες αποικίες αναπαραγωγής οι απομονωμένοι πληθυσμοί άρχισαν σταδιακά να αναπτύσσουν μοναδικά χαρακτηριστικά συμπεριφοράς και οικολογίας.

Κατά τη διάρκεια των τελευταίων 300,000 έως 500,000 ετών, αυτοί οι απομονωμένοι νησιωτικοί πληθυσμοί εξελίχθηκαν σε ξεχωριστά είδη.

Οι επιστήμονες υποστηρίζουν ότι και το Ανταρκτικό Πολικό Μέτωπο, το οποίο δημιουργεί έντονες διαφορές στη θερμοκρασία και την αλατότητα των ωκεανών, περιόρισε τις μετακινήσεις των ζώων και ενίσχυσε περαιτέρω αυτόν τον διαχωρισμό.

Βόρεια του Πολικού Μετώπου, τα θερμότερα και πιο αλμυρά νερά φιλοξενούν την ανατολική γενεαλογική γραμμή, Pygoscelis taeniata, που απαντάται στα νησιά Crozet, Marion και Macquarie, καθώς και τη βόρεια γενεαλογική γραμμή, Pygoscelis papua η οποία κατοικεί στα νησιά Φώκλαντ και Martillo, κοντά στη Νότια Αμερική.

Η νεοαναγνωρισμένη νοτιοανατολική γενεαλογική γραμμή, Pygoscelis kerguelensis, εξελίχθηκε στο νησί Κεργκελέν και πιθανότατα στο κοντινό νησί Χερντ, κοντά στο Πολικό Μέτωπο. Νότια του μετώπου ζει η νότια γενεαλογική γραμμή, Pygoscelis ellsworthi, ο μεγαλύτερος πληθυσμός gentoo, ο οποίος απαντάται στη χερσόνησο της Ανταρκτικής, στις παράκτιες περιοχές της Ανταρκτικής και στο νησί της Νότιας Γεωργίας.

Γενετικές προσαρμογές στους διαφορετικούς πληθυσμούς

Η γονιδιωματική μελέτη ανέλυσε πολύ μεγαλύτερο εύρος γονιδίων από προηγούμενες έρευνες και εξέτασε χιλιάδες πολυμορφισμούς ενός νουκλεοτιδίου (SNPs).

Τα αποτελέσματα έδειξαν τον τρόπο με τον οποίο κάθε είδος έχει προσαρμοστεί γενετικά στο περιβάλλον του. Για παράδειγμα, οι νότιοι gentoo που ζουν στην Ανταρκτική διαθέτουν περισσότερα γονίδια που σχετίζονται με την παραγωγή θερμότητας, την αποθήκευση λίπους και την αντίληψη του φωτός.

Οι ερευνητές πιστεύουν ότι αυτά τα χαρακτηριστικά τους βοηθούν να επιβιώνουν στο ακραίο ψύχος, στις εποχικές μεταβολές της διάρκειας του φωτός της ημέρας και στο ιδιαίτερα ανακλαστικό περιβάλλον των πάγων. Οι ανατολικοί gentoo παρουσίασαν περισσότερα γονίδια που σχετίζονται με αποτελεσματικό μεταβολισμό υδατανθράκων και βελτιωμένη ικανότητα κατάδυσης.

Αυτά τα γενετικά χαρακτηριστικά συνδέονται με τη μεταφορά οξυγόνου, την ανάπτυξη αιμοφόρων αγγείων, τη λειτουργία των μιτοχονδρίων και την ανάπτυξη των πνευμόνων — στοιχεία που ενδέχεται να τους επιτρέπουν να πραγματοποιούν μεγαλύτερης διάρκειας καταδύσεις σε ωκεανούς φτωχούς σε θρεπτικά συστατικά.

Παράλληλα, ο βόρειος πληθυσμός gentoo στη Νότια Αμερική εμφάνισε γενετικά χαρακτηριστικά που σχετίζονται με την πέψη, τη λειτουργία της καρδιάς και τη μυϊκή δραστηριότητα. Οι ερευνητές υποστηρίζουν ότι αυτές οι αλλαγές πιθανότατα βοηθούν τους πιγκουίνους να πραγματοποιούν παρατεταμένη αναζήτηση τροφής μέσα στο νερό.

Η κλιματική αλλαγή απειλεί τους πιγκουίνους της υποανταρκτικής

Για να προβλέψουν πώς μπορεί να επηρεάσει η κλιματική αλλαγή τους πιγκουίνους gentoo, οι επιστήμονες χρησιμοποίησαν κλιματικά μοντέλα για να εκτιμήσουν πού θα υπάρχουν κατάλληλοι βιότοποι μέχρι το 2050.

Υπό ένα σενάριο μέτριας αύξησης της θερμοκρασίας, τα νησιωτικά είδη της υποανταρκτικής θα μπορούσαν να χάσουν όλες τις κατάλληλες συνθήκες διαβίωσης στα σημερινά νησιά τους, ενώ θα υπάρχουν ελάχιστες εναλλακτικές περιοχές σε κοντινή απόσταση.

Το είδος που ζει στην Ανταρκτική, αντίθετα, θα μπορούσε να επεκταθεί ακόμη περισσότερο προς το εσωτερικό της Ανταρκτικής, καθώς οι αυτοκρατορικοί, Adélie και chinstrap πιγκουίνοι μειώνονται λόγω της συρρίκνωσης των θαλάσσιων πάγων και της μείωσης των πληθυσμών του κριλ.

Οι ερευνητές σημειώνουν ότι πολλοί πιγκουίνοι που ζουν εκτός Ανταρκτικής αντιμετωπίζουν επίσης αυξανόμενες απειλές από:

* την υπερθέρμανση των ωκεανών
* την καταστροφή των βιοτόπων
* θηρευτές όπως οι αρουραίοι και οι σκύλοι
* τον ανταγωνισμό με τις εμπορικές αλιευτικές δραστηριότητες
* την τυχαία παγίδευση σε αλιευτικά δίχτυα

«Όσον αφορά την κλιματική αλλαγή, τα νησιωτικά είδη που έχουν πραγματικά μικρούς πληθυσμούς θα μπορούσαν να συγκριθούν με τους υποανταρκτικούς πιγκουίνους gentoo. Οι πιγκουίνοι των Γκαλαπάγκος και άλλα νησιωτικά είδη, επειδή είναι ενδημικά αυτών των νησιών, δεν θα έχουν πού να πάνε όταν αλλάξει το περιβάλλον τους. Αυτά τα νησιά είναι πολύ απομονωμένα και οι συγκεκριμένοι πιγκουίνοι δεν μπορούν εύκολα να προσαρμοστούν ώστε να αποικίσουν κάποια άλλη περιοχή» λένε οι ερευνητές.

Η αλληλούχιση του DNA ενισχύει την έρευνα για τη διατήρηση των ειδών

Η ερευνητική ομάδα υποστηρίζει ότι η τεράστια γονιδιωματική βάση δεδομένων που συγκεντρώθηκε για τη μελέτη θα μπορούσε να υποστηρίξει επιπλέον έρευνα για την προστασία και διατήρηση των ειδών.

Οι ερευνητές χρησιμοποιούν ήδη γονιδιώματα πιγκουίνων για να αναζητήσει γενετικά χαρακτηριστικά που συνδέονται με την επιβίωση από τη γρίπη των πτηνών, η οποία επηρεάζει σήμερα πιγκουίνους, άλλα πτηνά και θηλαστικά σε ολόκληρο τον κόσμο. Τα ευρήματα θα μπορούσαν να βοηθήσουν τους επιστήμονες να εντοπίσουν τους πληθυσμούς που είναι περισσότερο ευάλωτοι στη συγκεκριμένη ασθένεια.

«Η αλληλούχιση ολόκληρου του γονιδιώματος έχει μεταμορφώσει την ικανότητά μας όχι μόνο να μελετούμε την προσαρμογή από την οπτική γωνία του τρόπου με τον οποίο διαφοροποιούνται τα είδη, αλλά έχει επίσης τεράστια σημασία για τη διατήρηση της βιοποικιλότητας» λένε οι ερευνητές.

Naftemporiki.gr