Пингвины – это разнообразный отряд видов, обитающих в Южном полушарии, от Галапагосских островов на экваторе до умеренных океанических лесов Новой Зеландии и скалистых берегов субантарктических островов, наконец достигающих морского льда вокруг Антарктиды. Эта культовая группа птиц превратилась из летающих морских птиц в мощных нелетающих морских ныряльщиков. Обладая специальной кожей и перьями, а также улучшенной системой терморегуляции, они могут жить в условиях от экстремально холодных морских льдов Антарктики до тропических Галапагосских островов.
Эти птицы также служат образной «канарейкой в угольной шахте»; предупреждение об изменении окружающей среды и климата.
Многие популяции пингвинов испытали быстрое сокращение в последние десятилетия, причем у некоторых наблюдается резкое сокращение численности, такое как катастрофа популяции королевских пингвинов, которая сократилась на 88% всего за 3 десятилетия. В ближайшем будущем прогнозируется сокращение количества видов пингвинов. Уменьшение численности населения было связано с потеплением климата, ухудшением состояния окружающей среды, эксплуатацией морской среды, приловом рыболовства, загрязнением и появлением экзотических хищников.
Таким образом, пингвины стали объектом многих исследований по мониторингу экосистем. Наличие высококачественных последовательностей геномов всех существующих видов пингвинов служит выдающимся новым ресурсом для понимания конкретных причин потери популяции видов.
Автор Тереза Коул из Университета Отаго в Новой Зеландии говорит об этой работе: «Историю популяций различных видов пингвинов можно увидеть в их геноме. Мы предоставим новое понимание истории популяции всех пингвинов в период драматических климатических явлений, чтобы предсказать тенденции популяции при будущих сценариях изменения климата. Это исследование поможет нам понять, как будущее изменение климата может повлиять на другие виды, и поможет нам разработать стратегии сохранения."
Как и в случае с зябликами Дарвина, изучение радиации 20 видов пингвинов дает аналогичный поучительный пример исследования уникальных морфологических и физиологических адаптаций пингвинов.
Консорциум также секвенирует геномы недавно вымерших таксонов пингвинов, а также проводит популяционные геномные исследования с использованием нескольких геномов для каждого вида.
Старший автор Гоцзе Чжан из Копенгагенского университета, BGI и Института зоологии Куньмина говорит об этом: «Предок пингвинов испытал быстрое облучение, что привело к появлению примерно 20 современных видов, сопровождаемых многими древними линиями, которые сейчас вымерли.
Таким образом, излучение пингвинов является прекрасным примером для изучения видообразования."
Получение высококачественных образцов для всех этих видов сопряжено с материально-техническими проблемами, поскольку многие из них происходят из самых негостеприимных и отдаленных уголков земного шара. Однако дополнительная проблема была культурной, а не технической. Процесс, с помощью которого этот консорциум решал эти деликатные вопросы, служит моделью для построения доверия и сотрудничества с культурами, которые имеют не менее важные связи с другими местными видами.
Соавтор Брюс МакКинли из Департамента охраны окружающей среды Новой Зеландии подчеркивает это, говоря: «Исследования генома в Новой Зеландии в настоящее время переходят в новый культурный контекст, особенно в отношении пингвинов, которые являются таонгами или ценными владениями в M?Ори культура. Таким образом, наш консорциум провел тщательные консультации с коренными народами для секвенирования геномов шести видов новозеландских таонга. Мы считаем, что эти геномы будут важны для культурного контекста."
Цель первого этапа проекта Консорциума генома пингвинов заключалась исключительно в секвенировании высококачественных геномов, но первоначальные валидационные исследования показали, что эти геномы уже дают ценную информацию об эволюционной истории древа жизни пингвинов и эволюционных паттернах их адаптации. в Антарктиду. Например, исходное филогенетическое дерево, представленное в этом исследовании, демонстрирует, что пингвины адаптировались к Антарктиде несколько раз.
Этот и другие сравнительные и эволюционные анализы генома в настоящее время проводятся, и консорциум по геному пингвинов приветствует новых членов, заинтересованных в присоединении к открытому консорциуму и внесении вклада в эту работу.
Хотя эта работа все еще продолжается, был предоставлен ранний доступ к данным 19 геномов пингвинов, в то время как исследователи просят группы, намеревающиеся использовать эти данные для аналогичных межвидовых сравнений, следовать давно действующим правилам Форт-Лодердейла и Торонто.