Dragende botten in de vleugels van kleinere vogels kunnen vrijer evolueren dan bij grotere vogels, omdat grotere vogels hogere niveaus van stress op hun skeletten moeten weerstaan, ontdekten de onderzoekers.

"De evolutie van de vleugelverhoudingen is strenger beperkt bij grote vogels, die onder grotere mechanische spanningen opereren", zegt Andrew Orkney, hoofdauteur en postdoctoraal onderzoeker in het laboratorium van co-auteur Brandon Hedrick, assistent-professor in de biomedische wetenschappen. P>

Hun onderzoek, gepubliceerd in Nature Communications , heeft potentiële implicaties voor het biologische begrip van de evolutie van dieren, naast vogels.

"We ontdekten dat grotere vogels tegelijkertijd verschillende skeletcomponenten van hun vleugels moeten veranderen in plaats van verschillende delen van hun vleugels onafhankelijk te kunnen evolueren," zei Hedrick. "Het is gemakkelijker om een ​​klein deel van de vleugel te veranderen dan de hele vleugel. Het kan zijn dat grotere dieren minder goed in staat zijn om snel te evolueren en zich in het algemeen naar nieuwe niches te begeven."

Vogels variëren in lichaamsgewicht met een factor 10.000, dus ze zijn een uitstekend modelsysteem om deze bredere vraag bij dieren te onderzoeken, aldus de onderzoekers. Bij vogels zou dit het bijzondere evolutionaire succes van afstammingslijnen met een klein lichaam kunnen verklaren. Van de in totaal 11.000 vogelsoorten zijn er bijvoorbeeld ongeveer 6.500 zangvogels, die doorgaans klein zijn.

"Kolibries zijn ook een zeer succesvolle en kleine groep, maar niets is zo succesvol als zangvogels binnen vogels", zei Hedrick.

De onderzoekers gebruikten eerder gepubliceerde, open source datasets met nauwkeurige metingen verzameld uit 228 micro-CT-gescande vogelskeletten. Op elk bot werden referentiepunten gemarkeerd. Met behulp van dit archief pasten Orkney en Hedrick statistische methoden toe om de mate te beoordelen waarin verschillende botten samen of onafhankelijk van elkaar evolueren in de vogelstamboom – bekend als hun evolutionaire ‘integratie’.

In toekomstig werk zullen de onderzoekers onderzoeken hoe veranderingen in de thorax en de buik interageren met de vleugel bij kleine vogels; of de integratie bij vogels anders is gestructureerd tussen vogels die geboren zijn om te vliegen zodra ze uitkomen en vogels die hulpeloos geboren zijn, en of vleermuizen, die onafhankelijk van vogels zijn geëvolueerd, soortgelijke evolutionaire regels volgen of dat er meerdere manieren zijn om een ​​vlucht te structureren? vliegende gewervelde dieren.

Meer informatie: Andrew Orkney et al., Kleine lichaamsgrootte wordt geassocieerd met verhoogde evolutionaire labiliteit van vleugelskeletverhoudingen bij vogels, Nature Communications (2024). DOI:10.1038/s41467-024-48324-y

Journaalinformatie: Natuurcommunicatie

Aangeboden door Cornell University