Ett team av U of T Scarborough-forskare har beskrivit den första kända hybridfågelarten som finns i Amazonas regnskog.

Genom en rad genetiska och andra tester har teamet avslöjat att den gyllene krönade manakin - först upptäckt i Brasilien 1957 men inte sett igen förrän 2002 - i själva verket är en hybridart.

"Medan hybridväxtarter är mycket vanliga, hybridarter bland ryggradsdjur är ytterst sällsynta, " säger docent Jason Weir, senior författare till forskningen.

En hybridart bildas när två föräldraarter parar sig för att producera en hybridpopulation, som då slutar att fritt kunna korsa sig med föräldraarten. I det här fallet är de två föräldrarna den snöklädda manakin, uppkallad efter sina ljusa snövita kronfjädrar, och den opalkrönta manakin, uppkallad efter sina lysande iriserande kronfjädrar.

Weir och hans team, som inkluderade huvudförfattare och tidigare doktorand Alfredo Barrera-Guzman, samlade genetiska prover och fjäderprover under två separata studieresor till Brasilien. De kunde sedan sekvensera en stor del av den guldkrönta manakins genom inklusive 16, 000 olika genetiska markörer, fann att cirka 20 procent av dess arvsmassa kom från snökrönta, och cirka 80 procent kom från den opalkrönta.

Forskarna använde också något som kallas koalescerande modellering för att ta reda på vid vilken tidpunkt guldkrönten splittrades från sin föräldraart. De bestämde att det var runt 180, 000 år sedan när de två föräldraarterna ursprungligen parade sig, och att båda föräldraarterna avvek från en gemensam förfader omkring 300, 000 år sedan, gör alla tre mycket färska fåglar enligt Amazonas regnskogsstandard.

"De flesta fågelarter från Amazonas avvek från sin senaste släkting för cirka 1,5 till 4 miljoner år sedan, så dessa är alla unga fåglar i jämförelse" säger Weir, en expert på den biologiska mångfalden hos fåglar i Nya världen.

Hanen med guldkrönt har unika gula kronfjädrar som är mycket mattare än sina föräldraarter. För att lära dig mer om denna ovanliga egenskap, forskarna tittade närmare på keratinstrukturen i kronfjädrarna hos alla tre fågelarter med hjälp av ett elektronmikroskop. De två föräldraarterna har var och en mycket olika strukturella arrangemang av keratin, som är ansvarig för att skapa de mycket reflekterande färgerna som hjälper män att visa upp sig för kvinnor i den mörka regnskogens inre. När det gäller de guldkrönta, de upptäckte att den hade en blandning av keratinstrukturer från båda föräldraarterna.

"Den guldkrönta manakinen slutade med en mellanliggande keratinstruktur som gör ett dåligt jobb med att göra antingen den briljanta vita eller den reflekterande iriseringen av föräldraarten, säger Weir.

Den guldkrönta manakinen hade troligen mattare vita eller grå fjädrar tidigt i sin existens som ett resultat av sin keratinstruktur, men så småningom utvecklades gula fjädrar som ett alternativt sätt att locka till sig honor. Slutresultatet är en unikt färgad art.

Den guldkrönta manakinen lever i ett område i den södra centrala Amazonas regnskog som är cirka 200 kvadratkilometer och är till stor del avskild från områden där snöklädda och opalkrönta lever av breda floder som fåglarna är ovilliga att korsa. Som Weir påpekar, den har sannolikt sin överlevnad som art att tacka för att vara geografiskt isolerad från sina föräldraarter någon gång under en tidigare istid när regnskogstäckningen minskade, och breda floder bildade naturliga barriärer.

"Utan geografisk isolering, det är mycket troligt att detta aldrig skulle ha hänt eftersom du inte ser hybriderna utvecklas som separata arter i andra områden där båda föräldraarterna möts."

Det finns några potentiella kandidater till hybridarter i naturen, som den röda vargen i östra Nordamerika, möjligen en hybrid mellan prärievargen och gråvargen. Och medan hybrider av två arter förekommer i naturen, som Weir noterar i de flesta fall kommer de inte att utveckla unika egenskaper för att bli sin egen separata art.

"Det här är vad som gör den guldkrönta manakin till ett sådant nytt djur, " han säger.

Forskningen, som kommer att publiceras i Proceedings of the National Academy of Science ( PNAS ).