Estudo de referência revela uma nova “árvore da vida” para todas as aves atuais

As aves são uma grande parte de nossas vidas, um sinal da natureza mesmo nas cidades. Elas são populares entre o público em geral e bem estudadas pelos cientistas. Mas colocar todos esses pássaros em uma árvore genealógica tem sido frustrantemente difícil.

Ao analisar os genomas de mais de 360 espécies de pássaros, nosso estudo identificou as relações fundamentais entre os principais grupos de pássaros vivos.

A nova árvore genealógica derruba algumas ideias anteriores sobre as relações entre as aves, além de revelar alguns novos agrupamentos.

Estudos anteriores mostraram que a árvore genealógica das aves tem três ramos principais. O primeiro ramo contém os tinamous e ratites, que incluem aves que não voam, como o emu, o kiwi e o avestruz.

O segundo ramo contém as aves terrestres e aquáticas — galinhas, patos e assim por diante. Todas as outras aves estão no terceiro ramo, conhecido como Neoaves, que inclui 95% das espécies de aves.

O ramo Neoaves inclui dez grupos de aves. A maioria deles é o que os biólogos chamaram de “Sete Magníficos”: aves terrestres, aves aquáticas, aves tropicais, cucos, noitibós, pombas e flamingos. Os outros três grupos são conhecidos como “órfãos” e incluem as aves marinhas, os grous e a cigana, uma espécie da América do Sul.

As relações entre esses dez grupos, especialmente os órfãos, têm sido incrivelmente difíceis de resolver. Nosso estudo do genoma mostra que uma solução está ao alcance.

Nosso estudo do genoma revelou um novo grupo de aves que chamamos de “Elementaves”. Com um nome inspirado nos quatro elementos antigos: terra, ar, água e fogo, esse grupo inclui aves bem adaptadas para o sucesso na terra, no céu e na água. Alguns dos pássaros têm nomes relacionados ao sol, representando o elemento fogo. O grupo Elementaves inclui beija-flores, aves costeiras, grous, pinguins e pelicanos.

Nosso estudo também confirma uma estreita relação entre dois dos grupos de pássaros mais conhecidos na Austrália, os passeriformes (pássaros canoros e parentes) e os papagaios. Esses pássaros populares dominam as pesquisas australianas de Pássaro do Ano.

Os pássaros canoros representam quase 50% de todas as espécies de pássaros e incluem pássaros como pegas, tentilhões, abelharucos e fadinhas. Eles tiveram seu início humilde na Austrália há cerca de 50 milhões de anos e depois se espalharam pelo mundo para se tornarem o grupo de pássaros mais bem-sucedido.

Outro objetivo de nosso estudo foi estabelecer uma escala de tempo para a árvore genealógica das aves. Fizemos isso modelando a evolução dos genomas usando uma ferramenta conhecida como “relógio molecular”. Com base em informações de quase 200 fósseis, conseguimos restringir as idades de alguns dos ramos da árvore genealógica das aves.

Nosso estudo mostra que todas as aves vivas compartilham um ancestral que viveu há pouco mais de 90 milhões de anos. Mas a maioria dos grupos de aves modernas surgiu cerca de 25 milhões de anos depois, em uma pequena janela de apenas alguns milhões de anos após o fim do período Cretáceo, há cerca de 66 milhões de anos.

Isso coincide com a extinção em massa dos dinossauros e de outros organismos causada por um asteroide que atingiu a Terra. Portanto, parece que as aves aproveitaram ao máximo as oportunidades que se tornaram disponíveis depois que essas outras formas de vida dominantes foram eliminadas.

O estudo do genoma é o produto de quase uma década de pesquisa, conduzida como parte do Bird 10,000 Genomes Project. O objetivo final desse projeto é sequenciar os genomas de todas as 10.000 espécies de aves vivas.

A fase atual do projeto concentrou-se em incluir espécies de todos os principais grupos, ou famílias, de pássaros. O estudo desses 363 genomas foi um esforço verdadeiramente internacional liderado por pesquisadores da Universidade de Copenhague, da Universidade da Califórnia em San Diego e da Universidade de Zhejiang na China.

Mesmo com uma quantidade tão grande de dados do genoma, um ramo da árvore genealógica das aves permanece um mistério. Nossa análise não conseguiu determinar com segurança as relações de um dos órfãos, a cigana. Encontrada na América do Sul, a cigana é uma ave altamente distinta e a única sobrevivente de sua linhagem.

Nosso estudo mostra que algumas relações na árvore da vida só podem ser determinadas com o uso de grandes quantidades de dados do genoma. Mas nosso estudo também demonstra o poder de estudar genomas e fósseis juntos para entender a história evolutiva da vida na Terra.

*Jacqueline Nguyen é especialista em ornitologia no Museu Australiano e bolsista ARC DECRA da Universidade Flinders, e Simon Ho é professor de evolução molecular na Escola de Vida e Ciências Ambientais na Universidade de Sydney. O artigo original foi publicado em inglês no The Conversation.