Po daugiau nei šimtmečio aprašyta nauja pingvinų rūšis – ji buvo „pasislėpusi“ tarp gerai pažįstamų gentoo pingvinų

Pygoscelis kerguelensis tapo pirmąja per daugiau nei šimtmetį naujai aprašyta pingvinų rūšimi

Tarptautinė biologų komanda aprašė naują pingvinų rūšį – Pygoscelis kerguelensis, gyvenančią atokiose Kergeleno salose pietinėje Indijos vandenyno dalyje. Iki šiol šie paukščiai buvo laikomi viena iš papuasinių pingvinų populiacijų, tačiau išsamūs genetiniai ir morfologiniai tyrimai parodė, kad skirtumai yra gerokai gilesni.

Tyrimas balandžio 23 d. paskelbtas žurnale „Communications Biology“. Rugsėjo pabaigoje jo išvados vėl sulaukė plataus tarptautinės žiniasklaidos dėmesio, nes P. kerguelensis pristatomas kaip pirmasis per daugiau nei šimtą metų naujai aprašytas pingvinas.

Mokslininkai šią rūšį vadina pietryčių papuasiniu pingvinu. Kadangi oficiali lietuviška šios naujai aprašytos rūšies nomenklatūra dar nėra nusistovėjusi, saugiausia vartoti mokslinį Pygoscelis kerguelensis pavadinimą.

Tai nėra naujai atrastas pingvinas – mokslininkai suprato, kad seniai žinoma populiacija iš tikrųjų yra atskira rūšis

Ši istorija nėra klasikinis atvejis, kai ekspedicija nežinomoje saloje aptinka iki tol nematytą gyvūną. Kergeleno salų papuasiniai pingvinai mokslui žinomi jau daugiau nei šimtmetį.

Problema buvo ta, kad išoriškai jie labai panašūs į kitus papuasinius pingvinus. Juoda nugara, baltas pilvas, balta juosta virš akių ir rausvai oranžinės kojos nesuteikė akivaizdaus pagrindo laikyti juos visiškai atskira rūšimi.

Tokie organizmai biologijoje vadinami kriptinėmis rūšimis. Jie išoriškai gali būti beveik neatskiriami nuo artimų giminaičių, tačiau genetiniu ir evoliuciniu požiūriu sudaro savarankiškas linijas.

Būtent genomo analizė parodė, kad Kergeleno pingvinų atvejis yra ne paprasta geografinė variacija, o atskira evoliucinė istorija.

64 pingvinų genomų analizė parodė, kad viena papuasinių pingvinų rūšis iš tikrųjų gali būti keturios atskiros rūšys

Tyrėjai iš naujo sekoskaitavo 64 papuasinių pingvinų genomus iš dešimties veisimosi kolonijų, išsidėsčiusių skirtingose Pietų vandenyno vietose. Analizėje buvo vertinama daugiau kaip 9,1 mln. genetinių variacijų.

Rezultatas pakeitė tradicinį papuasinių pingvinų klasifikacijos vaizdą. Tyrėjų vertinimu, tai, kas ilgą laiką buvo laikoma viena plačiai paplitusia Pygoscelis papua rūšimi su keliomis porūšių grupėmis, iš tikrųjų sudaro keturias atskiras evoliucines linijas.

Šiaurinė papuasinių pingvinų linija išlaiko Pygoscelis papua pavadinimą ir gyvena Folklando, arba Malvinų, bei Martillo salose. Pietinė linija įvardijama kaip Pygoscelis ellsworthi, rytinė – Pygoscelis taeniata, o naujoji pietrytinė – Pygoscelis kerguelensis.

Tyrėjai siūlo visas keturias grupes pripažinti savarankiškomis rūšimis. Tai ne vien pavadinimų pakeitimas – toks sprendimas turėtų tiesioginių pasekmių jų apsaugai.

Naujos rūšies pavadinimas kilo iš Kergeleno salų pavadinimo, kur jos populiacija evoliucionavo izoliuotai

Pygoscelis kerguelensis pavadinimas tiesiogiai siejamas su Kergeleno salynu. Tai Prancūzijai priklausanti itin atoki subantarktinė salų grupė pietinėje Indijos vandenyno dalyje.

Salos yra maždaug 3 000 kilometrų nuo artimiausių nuolat gyvenamų teritorijų, todėl jų gyvūnų populiacijos ilgą laiką vystėsi gana izoliuotai.

Tyrėjai mano, kad P. kerguelensis pirmiausia gyvena Kergeleno salose, tačiau ekologinis ryšys gali apimti ir netoliese esančią Herdo salą. Palydovinis sekimas yra parodęs, kad jauni Kergeleno pingvinai gali judėti šia kryptimi ieškodami maisto.

Būtent tokia geografinė izoliacija ilgainiui leido atskiroms papuasinių pingvinų populiacijoms genetiniu požiūriu tolti viena nuo kitos.

Keturios papuasinių pingvinų linijos pradėjo skirtis prieš maždaug 300–500 tūkst. metų

Genominiai duomenys rodo, kad dabartinės papuasinių pingvinų linijos pradėjo skirtis per pastaruosius maždaug 300–500 tūkst. metų.

Vienu svarbiausių natūralių barjerų tapo Antarkties poliarinis frontas – Pietų vandenyno zona, kur staigiai keičiasi vandens temperatūra, druskingumas ir kitos fizinės savybės.

Nors vandenynas iš pirmo žvilgsnio atrodo kaip atvira erdvė, tokios ribos gali smarkiai riboti jūrų gyvūnų judėjimą. Ilgainiui atskiros pingvinų populiacijos vis rečiau maišėsi tarpusavyje.

Prie to prisidėjo ir pačių papuasinių pingvinų elgsena. Jie gana stipriai prisirišę prie savo gimtųjų kolonijų ir dažnai grįžta veistis į tas pačias vietas.

Skirtingose salose gyvenantys pingvinai evoliucionavo nevienodai – tai matoma jų metabolizmo, raumenų ir deguonies naudojimo genuose

Genetinė analizė parodė, kad keturios linijos ne tik atsiskyrė viena nuo kitos, bet ir pradėjo skirtingai prisitaikyti prie vietinės aplinkos.

Pietiniuose, šalčiausiuose regionuose gyvenančių P. ellsworthi genomuose aptikti atrankos signalai genuose, susijusiuose su šilumos gamyba, riebalų kaupimu ir regėjimu ekstremaliomis šviesos sąlygomis. Tai atitinka gyvenimą Antarktidoje, kur temperatūros ir dienos šviesos režimas yra labai ekstremalus.

Rytinės P. taeniata linijos genomuose ryškesni genai, susiję su angliavandenių apykaita, kraujagyslių formavimu ir efektyvesniu deguonies naudojimu. Mokslininkai tai sieja su ilgais ir energetiškai efektyviais nėrimais ieškant maisto.

Naujosios P. kerguelensis linijos genomuose išryškėjo signalai, susiję su nervų sistemos plastiškumu ir raumenų veikla. Tyrėjų vertinimu, tai gali būti adaptacijos prie sezoniškai kintančių Kergeleno salų sąlygų.

Naujoji rūšis buvo patvirtinta ne tik pagal DNR – mokslininkai rėmėsi ir daugiau nei šimtmečio senumo muziejų eksponatais

Vienas įdomiausių tyrimo elementų – naujos rūšies aprašymui panaudoti seniai muziejuose saugomi paukščių egzemplioriai.

P. kerguelensis holotipu, arba pagrindiniu rūšies etaloniniu egzemplioriumi, pasirinktas suaugęs patinas, kurį Robertas Hallas Kergeleno saloje surinko 1897 m. gruodžio 31 d. Šis egzempliorius saugomas Amerikos gamtos istorijos muziejuje Niujorke.

Tyrėjai taip pat analizavo 1888 m. surinktus paukščius bei XIX a. antroje pusėje vykusios „Challenger“ ekspedicijos Kergeleno salose sukauptus egzempliorius.

Tai reiškia, kad nauja rūšis daugiau nei šimtmetį tiesiogine prasme gulėjo muziejų kolekcijose, tačiau tik šiuolaikinė genomika leido suprasti tikrąją jos biologinę reikšmę.

Išoriškai Pygoscelis kerguelensis nuo kitų papuasinių pingvinų skiriasi nedaug, todėl rūšį buvo lengva pražiūrėti

Naujos rūšies atstovai nėra akivaizdžiai kitokie nei likę papuasiniai pingvinai. Jų kūno dydis ir proporcijos skiriasi tik subtiliai.

Tyrime nustatyta, kad P. kerguelensis yra tarpinio dydžio: mažesnis už šiaurinį P. papua, bet didesnis už pietinį P. ellsworthi. Kai kuriomis proporcijomis jis labai panašus į rytinį P. taeniata.

Skiriasi ne tik kūno matmenys. Ankstesni tyrimai jau buvo nustatę papuasinių pingvinų kolonijų balsų, veisimosi laiko ir elgsenos skirtumų.

Naujajame darbe aptikti ir genų, susijusių su vokalizacija bei mokymusi, atrankos signalai. Mokslininkai kelia hipotezę, kad ilgainiui skirtingi garsiniai signalai taip pat galėjo padėti atskiroms populiacijoms reprodukciškai izoliuotis.

Platus papuasinių pingvinų maisto pasirinkimas paradoksaliai galėjo padėti jiems suskilti į atskiras rūšis

Papuasiniai pingvinai minta įvairiai – jų racione gali būti žuvų, krilio, kalmarų ir kitų jūros organizmų.

Toks lankstumas turi vieną netikėtą evoliucinę pasekmę. Kadangi paukščiai gali rasti skirtingų maisto šaltinių netoli savo kolonijų, jiems nereikia nuolat migruoti dideliais atstumais.

Dėl to jie labiau prisiriša prie konkrečių salų ir veisimosi vietų. Per šimtus tūkstančių metų toks gyvenimo būdas sumažina genų mainus tarp geografiškai nutolusių kolonijų.

Taip tas pats gebėjimas prisitaikyti prie įvairaus maisto, kuris padeda papuasiniams pingvinams išgyventi, galėjo kartu prisidėti prie jų evoliucinio susiskaidymo.

Klimato modeliai rodo, kad iki 2050 metų trims iš keturių papuasinių pingvinų linijų tinkamos buveinės gali smarkiai susitraukti

Naujas rūšių suskirstymas svarbus ne tik taksonomijai. Jis keičia ir požiūrį į papuasinių pingvinų apsaugos būklę.

Šiuo metu Tarptautinė gamtos apsaugos sąjunga papuasinį pingviną tebelaiko viena plačiai paplitusia rūšimi ir priskiria jį mažiausios grėsmės kategorijai.

Tačiau jeigu mokslininkų siūlomas keturių rūšių modelis bus plačiai priimtas, kiekvieną iš jų reikės vertinti atskirai.

Pagal tyrime naudotą vidutinio klimato kaitos scenarijų iki 2050 m. šiaurinei, rytinei ir pietrytinei papuasinių pingvinų linijoms tinkama jūrinė buveinė gali smarkiai sumažėti. P. kerguelensis atveju dalis tinkamesnių sąlygų galėtų išlikti aplink Herdo salą.

Pietiniams papuasiniams pingvinams klimato kaita gali net laikinai išplėsti tinkamą gyvenamąją teritoriją

Visų keturių grupių ateitis nėra vienoda.

Pietinis Pygoscelis ellsworthi gyvena Antarkties pusiasalyje ir gretimuose regionuose. Klimato modeliuose jam tinkama teritorija iki 2050 m. gali išaugti maždaug 9 proc.

Šylant kai kurioms Antarkties pusiasalio vietoms ir mažėjant ledo dangai, atsiranda daugiau veisimuisi tinkamos neužšalusios žemės. Todėl papuasiniai pingvinai kai kuriose Antarkties vietose jau plečia savo arealą.

Tačiau mokslininkai perspėja šių modelių nelaikyti tikslia ateities prognoze. Juose neįmanoma visiškai įvertinti pingvinų elgsenos lankstumo, galimybės keisti maistą, migracijos ir daugybės kitų biologinių veiksnių.

Mokslininkų pasiūlymas dar turės būti įvertintas taksonomijos institucijų, todėl keturių rūšių schema nėra galutinai užbaigtas procesas

Nors P. kerguelensis mokslo darbe formaliai aprašyta kaip nauja rūšis, zoologinėje klasifikacijoje tokie pokyčiai neįsitvirtina vien paskelbus vieną straipsnį.

Taksonomijos komitetai ir gamtos apsaugos institucijos turės įvertinti pateiktus genetinius, morfologinius ir ekologinius įrodymus bei nuspręsti, ar naują klasifikaciją priimti savo oficialiuose sąrašuose.

Todėl teiginys, kad „mokslininkai aprašė naują rūšį“, yra tikslus. Tačiau teigti, kad visas pasaulis jau galutinai perklasifikavo papuasinius pingvinus į keturias rūšis, kol kas būtų per anksti.

Būtent ši detalė svarbi ir apsaugos politikai. Tik oficialiai pripažinus atskiras rūšis galima tiksliau vertinti kiekvienos jų populiaciją, grėsmes ir apsaugos poreikius.