Mycket av en hundraårig debatt om var och hur nya fågelarter bildas har nu lösts. Forskare vid Köpenhamns universitet har tillhandahållit bevis för att fåglar i bergsområden – där den stora majoriteten av planetens arter lever – har lämnat låglandets livsmiljöer för högre och högre bergshöjder under hela sin utveckling. Miljontals år av klimatfluktuationer har bidragit till att driva fågelarter i uppförsbacke – vilket förmodligen händer nu.

En av de grundläggande frågorna inom biologin, och en månghundraårig akademisk debatt, är:Hur uppstår nya arter? Och, hur hamnar arter på flera kilometer höga bergstoppar? Faktum är att 85 % av världens ryggradsdjur – inklusive fåglar – lever i bergsområden där låglänta livsmiljöer isolerar djurarter och populationer från varandra.

"Diskussionen om hur fjällfågelarter uppstår har pågått bland vetenskapliga forskare i många år. Vissa säger - "Självklart kan fåglar bara flyga från ett berg till ett annat", medan andra säger - "Ja, det gör de faktiskt inte." Forskare har bråkat om detta sedan Darwin och Wallace. Men hittills har ingen haft de vetenskapliga bevisen", förklarar docent Knud Andreas Jønsson vid Danmarks Naturhistoriska Museum vid Köpenhamns universitet.

Han och ett antal forskarkollegor från Köpenhamns universitet har nu bevis som kan lösa den urgamla fejden – eller åtminstone den del av den som rör den enorma öregionen runt Indonesien och Australien. Bevisen kommer som ett resultat av insamling av hela genom från olika fågelpopulationer på världens största tropiska ö – det bergiga Nya Guinea.

Genomiska analyser har fastställt att fågelarter dyker upp i låglandet och sedan rör sig högre och högre in i bergsområden under miljontals år – troligen både på grund av konkurrens och klimatförändringar – innan de så småningom dör ut. Av denna anledning kallas bergstoppar, liksom öar, ofta som evolutionära återvändsgränder. Resultaten har publicerats i Nature Communications .

Ju närmare toppen, desto större genetisk variation

Genom att sekvensera DNA från fåglar av samma art, men som lever på två separata berg, kunde forskare undersöka hur genetiskt olika dessa populationer är från varandra.

"Vi kan se att ju högre upp i bergen fåglar lever, desto större är skillnaderna mellan populationer av samma art. Vissa av populationerna är så olika att man skulle kunna hävda att de är distinkta arter. Omvänt finns det större likheter mellan låglandspopulationer. Detta säger oss att spridningen av nya arter måste ha skett från låglandets livsmiljöer och uppåt", förklarar Knud Andreas Jønsson, studiens huvudförfattare.

Eftersom forskarna också är bekanta med generationstiden för dessa fåglar, har de kunnat mäta att arternas förflyttning från låglandet till bergstoppar har skett gradvis, under ett par miljoner år.

Knud Andreas Jønsson påpekar att studien inte nödvändigtvis tyder på ett uppåtgående mönster av kolonisering globalt. Därför är det viktigt att undersöka processerna bakom artbildning inom specifika zoogeografiska regioner.

Klimatfluktuationer drev fåglar högre upp på berget

Studien visar också att klimatfluktuationer, särskilt under de senaste två miljoner åren – kända som pleistocena klimatsvängningar – orsakade dramatiska fluktuationer i populationernas storlek. Ibland bidrog troligen klimatfluktuationer till utvecklingen i uppförsbacken.

"När det blir varmare pressas fjällskogar och fåglar längre uppför sluttningen, dit det finns mindre och mindre livsmiljöer och dit de är mer benägna att dö ut. Som ett resultat ser man stora fluktuationer i populationsstorlekar. När det blev varmare , befolkningen krympte och ju sämre en befolknings chanser blev för ytterligare kolonisering, förklarar Knud Andreas Jønsson.

I genomsnitt överlever fågelarter några miljoner år innan de dör ut. Ju mindre populationen är, desto mer sårbar är en art och desto större är risken för utrotning. Som forskaren påpekar:

"Våra analyser visar att arterna som lever på bergstoppar är 5-10 miljoner år gamla. Så de äldsta och mest specialiserade arterna lever på höjder av 3-4 kilometer, och i små antal. Klimatsvängningar kan påskynda processen, så att Forntida arter kommer att dö ut snabbare. Detta kommer förmodligen också att vara en konsekvens av dagens globala uppvärmning."

Bergfåglar löper störst risk

Stora delar av låglandsskogar har försvunnit i regionen Nya Guinea-Indonesien. Följaktligen har det varit ett stort fokus på förlusten av de många låglandsarter som lever där. Men enligt forskaren kan de nya resultaten hjälpa till att prioritera bevarandet av höglandsfåglar.

"Det råder ingen tvekan om att höglandsfågelarter är de som är mest sårbara för global uppvärmning. Med tanke på att det har tagit miljontals år för deras populationer att byggas och deras stora genetiska variation på enskilda bergstoppar, kanske något mer borde göras för att bevara dem Det är inte bara ett globalt mål att bevara arter, utan att bevara genetisk mångfald, avslutar Knud Andreas Jønsson.