Varför dör arter ut? Detta är den övergripande frågan som ställs av många ledande forskare. Att veta mer om vad som leder till att en art dör ut skulle kunna göra det möjligt för forskare att göra något åt ​​det. Passagerarduvan är ett känt exempel, och arten har studerats omfattande.

Passagerarduvan (Ectopistes migratorius) hittades en gång i stort antal i Nordamerika. Uppteckningar berättar om passerande flockar som förmörkade himlen i flera dagar åt gången. Arten kan ha nått sin topp på 5 miljarder individer. En mer försiktig uppskattning är 3 miljarder.

Inom kort tid, arten försvann helt. "Med tanke på befolkningens enorma storlek, det är helt enkelt fantastiskt att arten försvann så snabbt, " säger Tom Gilbert, en professor vid Köpenhamns universitets Center for GeoGenetics och en adjungerad professor vid Norges teknisk-naturvetenskapliga universitet (NTNU).

Människorollen

Passagerarduvans historia är intressant, dels för att den kan berätta något om hur och varför arter dör ut. Indianer förlitade sig också på passagerarduvor för mat. Men åtminstone i delar av passagerarduvornas sortiment, människor hade lärt sig att skörda arten på en hållbar nivå som inte hotade att utrota den.

Det var vanligt i vissa delar av Nordamerika att bara äta unga duvor som jagades på natten, eftersom detta inte verkade skrämma bort de vuxna fåglarna eller hindra dem från att häcka igen. Men från omkring 1500, mer aggressiva européer kom till kontinenten. Jakten på passagerarduvor växte och kulminerade i en massiv jakt på arten under hela 1800-talet, innan arten slutligen kollapsade och försvann.

Så var det då verkligen européerna som var skyldiga till kollapsen? Under 2014, en studie publicerad i den vetenskapliga tidskriften PNAS antydde starkt att människor helt enkelt var droppen i att förstöra en art som redan var sårbar och på väg till glömska. Forskarna hävdade att trots deras enorma antal, passagerarduvorna var redan i trubbel. Artens population varierade mycket, liknar lämlar, men över en längre tid.

När européerna kom, arten var redan i stark tillbakagång. Befolkningen rasade långt innan européerna kom, och kanske bidrog européer till och med till en kortsiktig ökning av antalet. Studier av artens genetiska variation med en undersökningsmetod som kallas PSMC utgjorde bakgrunden för dessa påståenden.

Alla en individs kromosomer och gener finns i ett enda genom, och detta genom är unikt för varje individ, utom i fallet med enäggstvillingar eller arter som termiter, där individerna i stort sett är identiska kloner.

Här är kärnan i saken:PSMC-metoden kan använda informationen i generna hos en enskild individ av en art för att kartlägga artens historia. Således, arten utvecklats under många generationer, och forskare kan uppskatta hur många individer det fanns vid en given tidpunkt, allt baserat på ett enda genom. Med denna metod, forskare fann att antalet passagerarduvor var i fritt fall, redan innan européernas ankomst.

Även om arten kanske inte har dött ut, den skulle ha krympt betydligt i alla fall, kanske till bara några hundra tusen individer. Människor var bara den sista faktorn i deras bortgång. Vi kan ha knuffat passagerarduvorna från klippan, men arten var redan på väg dit.

Enligt forskarna bakom studien i PNAS , det var inte bara européernas fel. Det låter nästan för bra för att vara sant att de skulle kunna komma på något så definitivt baserat på information från bara en eller ett fåtal individer. Och i det här fallet är det - åtminstone enligt en ny studie som nyligen har publicerats i tidskriften Vetenskap .

Ineffektivt för passagerarduvor

Problemet är att PSMC-metoden inte kan användas på passagerarduvor. Den nya forskningen i Vetenskap ger helt andra resultat. Den ledande molekylärbiologen Beth Shapiro är huvudförfattaren till den Vetenskap artikel, och Tom Gilbert är en av studiens bidragsgivare.

PSMC bygger på antagandet att genetiska variationer förekommer relativt jämnt längs hela kromosomerna som utgör genomet. Det är, genetiska förändringar är lika sannolikt att inträffa i ändarna av en kromosom som i mitten. Men detta visar sig inte vara fallet för denna art. "Passagerarduvor har inte de variationsmönster som vi kan förvänta oss, på grund av det starka urvalet på gener som verkar ha varit viktiga genom artens historia. Så det fungerar inte att använda PSMC i det här fallet, sa Gilbert.

Hos passagerarduvor, det mesta av den genetiska mångfalden hittades i ändarna av kromosomen. Mitten av kromosomen visade liten variation från en generation till nästa som ett resultat av urvalet på dessa gener. Detta faktum kanske inte låter revolutionerande, men det ger helt andra resultat när man läser artens historia utifrån en enskild individs genom.

Forskare måste ta hänsyn till att variationerna är störst i vissa delar av kromosomen snarare än jämnt fördelade. Detta gör PSMC-metoden oanvändbar i detta sammanhang. Forskarna bakom artikeln i Vetenskap använde inte PSMC-metoden. Istället, de använde mitokondrie-DNA från 41 passagerarduvor som utgångspunkt.

Mitokondrie-DNA är en distinkt, separat arv som finns i vissa cellulära organeller som kallas mitokondrier. Vanligt DNA är en kombination av arvet från fadern och modern. Men mitokondrie-DNA överförs bara från modern. Variationer i mitokondrie-DNA förekommer också på grund av mutationer, och sker relativt konsekvent över tiden. Detta är en annan utgångspunkt för att förstå hur en art utvecklas över tid, och resultaten kan vara helt annorlunda än de som genereras med PSMC-metoden.

Dessutom, studien som presenteras i Vetenskap analyserade hela genomen från fyra passagerarduvor och jämförde dem med två genom från bandsvansduvor (Patagioenas fasciata), en av passagerarduvans närmaste släktingar. Slutresultatet blev att den nya studien gav helt andra svar om passagerarduvorna och varför arten gick under.

Genetisk mångfald

Den nya studien är intressant av flera anledningar. Den rapporterar om passagerarduvans genetiska mångfald, men stöder också en helt annan förklaring till artens utrotning. Forskare trodde tidigare att ju större populationen av en art är, desto mer genetiskt mångfald blir det. Men denna teori har visat sig vara fel, som den senaste tidens forskning om passagerarduvor har visat.

Enligt artikeln i Vetenskap , den stora populationsstorleken verkar ha gjort det möjligt för passagerarduvor att anpassa sig och utvecklas snabbare, och därmed ta bort skadliga mutationer. Hos arter med färre individer, slumpen kan orsaka att en mindre fördelaktig mutation kvarstår, men slumpen spelar mindre roll hos arter med ett större antal individer.

"Mutationer som ger en stor evolutionär fördel skulle spridas snabbt, säger Gilbert.

Det faktum att fördelaktiga mutationer blev otroligt dominerande så snabbt ledde helt enkelt till att andra genetiska varianter försvann. Detta ledde till att den genetiska mångfalden hos passagerarduvan var förvånansvärt låg i förhållande till antalet individer. Detta kan ha gjort arten mer sårbar för förändringar. Men det var inte därför passagerarduvan dog ut.

"Passagerarduvan dog ut på grund av människor, säger Gilbert.

Passagerarduvan var inte i trubbel innan den europeiska ankomsten till Nordamerika. Ingenting tyder på att arten kämpade på något sätt. Det här är kanske inte så förvånande. På 1800-talet, passagerarduvor var så många att det förekom tävlingar för att skjuta så många av dem som möjligt under en viss tidsperiod. I en tävling, vinnaren hade skjutit 30, 000 fåglar.

Om inget annat, berättelsen om passagerarduvan har bidragit till en större förståelse för att även produktiva arter kan dö ut.

Den stora gräshoppan Melanoplus spretus från västra USA drabbades av samma öde. Det gick från en befolkning på flera biljoner till noll på några decennier, möjligen för att bönder förstörde dess grogrund. I Norge och över hela Nordatlanten, alken (Pinguinus impennis) dog ut efter att människor skördat dem i stort antal.

Människor åt passagerarduvor i enorma mängder, men de dödades också för att de uppfattades som ett hot mot jordbruket. När européer migrerade över Nordamerika, de gallrade ut och eliminerade de stora skogarna som duvorna var beroende av. Duvorna levde främst på ekollon. Eftersom arten redan höll på att dö ut, 250, 000 fåglar – den sista stora flocken – sköts på en enda dag 1896. Samma år, den sista passagerarduvan observerades i Louisiana. Den sköts också.

Duvorna var troligen beroende av en stor flockstorlek för att föröka sig. Deras instinkter fungerade inte när bara ett fåtal individer fanns kvar här och där. Den sista passagerarduvan dog i Cincinnati Zoo 1914.