Wissenschaftler entdecken einen seltenen Vogel, der aus drei verschiedenen Arten besteht

Nachforschungen von Wissenschaftlern haben gezeigt, dass ein einzigartiger Singvogel, den ein Bürgerwissenschaftler in Pennsylvania gefunden hat, die Nachkommen einer hybriden Trällerermutter und eines Trällerervaters aus einer völlig anderen Gattung sind - eine Kombination, die noch nie zuvor aufgezeichnet wurde und die zu einer einzigartigen Drei-Arten-Hybride führte Vogel

von GrrlScientist für Forbes | @GrrlScientist

Dieses Stück wurde von einem Forbes-Redakteur ausgewählt.

Male Burket's Warbler, ein einzigartiger Triple-Species-Hybrid. Seine Mutter war der (Hybrid-) Trällerer Vermivora chrysoptera X Vermivora cyanoptera von Brewster, und sein Vater war der kastanienseitige Trällerer Setophaga pensylvanica.
(Kredit: Lowell Burket)

"Es ist äußerst selten", erklärte der Ornithologe David Toews (ausgesprochen "tays"), Postdoktorand am Cornell Lab of Ornithology und Hauptautor einer kürzlich durchgeführten Studie über die möglichen Ursprünge eines spektakulären, noch nie dagewesenen Vogelhybriden.

Der einzigartige Vogel wurde erstmals von dem in Pittsburgh, Pennsylvania, lebenden und arbeitenden Birder und Citizen Scientist Lowell Burket entdeckt und fotografiert.

"Während der Migrationsperioden und sporadisch während des Sommers fahre ich zwei Stunden zu dem Bauernhof meiner Familie, der ein paar hundert Morgen Wald umfasst", erklärte Burket in einer E-Mail. „Ich habe mich ein Leben lang für Tierfotografie interessiert, aber bis Mitte der 2000er Jahre habe ich nichts dagegen unternommen, weil ich nicht wirklich Zeit hatte. Vor ungefähr 9 bis 10 Jahren bemerkte ich einige bunte Vögel, die aus einem kleinen Wasserloch auf einem der Pferdewege flogen. Ich bemerkte sie später im Sommer wieder an derselben Wasserstelle und beschloss zu sehen, ob ich Bilder von diesen bunten Vögeln bekommen könnte. “

"Meine Bilder waren miserabel, da die Vögel so winzig waren", bemerkte Burket reumütig. "[S] o Ich habe einige Nachforschungen über die besten Möglichkeiten anständige Bilder von Vögeln in freier Wildbahn zu bekommen und mir eine professionelle Einstiegskamera und ein Zoomobjektiv gekauft."

Wie Sie sehen, hat sich die Qualität seiner Vogelfotos dramatisch verbessert.

Male Burkets Trällerer zeigt zwei symmetrisch platzierte, wenn auch schwache, rötliche Flecken auf beiden Seiten seines Halses.
(Kredit: Lowell Burket.)

„Am 7. Mai dieses Jahres habe ich den ganzen Nachmittag über Bilder und Videos am Vogelloch aufgenommen, und der Hybrid erschien ungefähr 20 Sekunden lang zweimal. Ich dachte, es wäre ein Brewster-Trällerer und es fiel mir auf, weil ich im Frühjahr noch nie einen Brewster gesehen hatte. "

Brewsters Trällerer erhielt seinen Namen 1874, nachdem er von William Brewster beschrieben wurde, der ihn in Massachusetts entdeckte. Ursprünglich für eine neue Art gehalten, erhielt der Vogel den wissenschaftlichen Namen Vermivora leucobronchialis, aber Brewsters Trällerer ist jetzt als Hybride zwischen blau- und goldflügeligen Trällern bekannt. Vermivora cyanoptera X Vermivora chrysoptera. Brewsters Trällerer zeichnen sich typischerweise durch genetisch dominante Gefiedercharaktere und -muster aus - zum Beispiel stammen die schwarze Linie durch das Auge und die deutlich voneinander getrennten Flügelstangen vom Trällerer mit den blauen Flügeln, während die cremegelben Unterteile und die gelben Flügelstangen vom Trällerer mit den goldenen Flügeln stammen.

"Als ich meine Bilder später am Abend studierte, bemerkte ich, dass es an dem für Brewster typischen schwarzen Augenstreifen und der gelben Brustfärbung mangelte", fuhr Burket fort. Außerdem bemerkte er, dass dieser mysteriöse Vogel auf jeder Seite seines Halses einen schwachen, aber ausgesprochen eigenartigen rotbraunen Fleck hatte. War es Dreck? Getrocknetes Blut? Oder war es die vogeleigene Federfärbung?

Male Burkets Trällerer zeigt deutlich sein weißes Supercilium und seine schwach graue Maske, die in Brewsters Trällerer zu sehen sind, einem dominanten Gefiedermerkmal seines goldflügeligen Trällerer-Elternteils.
(Kredit: Lowell Burket.)

„Ich habe dann den Vogel auf dem Rückansicht-Bild untersucht und konnte die weiße Supercilium (Augenbraue) und eine für den Goldflügel (Trällerer) typische, schwache graue Maske sehen, also habe ich beschlossen, dass es Brewsters sein muss“, sagte Burket weiter. "[B] ut woher kamen die rüschen Flecken?"

Die einzigen Warbler-Arten in der Region mit rötlichen Halsmarkierungen sind kastanienbraune Warbler.

Der kastanienbraune Waldsänger Setophaga pensylvanica singt auf dem bewaldeten Familienbesitz von Lowell Burket. Könnte diese Art eine der Eltern des Mystery Warblers sein?
(Kredit: Lowell Burket.)

"Ich entschied, dass ich es singen sehen musste, um zu sehen, welches Lied es sang."

Song ist einer von mehreren "diagnostischen Hinweisen", die andere Singvögel - und Vogelbeobachter - haben! - sich darauf verlassen, einzelne Arten zu identifizieren. Jede Art singt ihr eigenes Lied, so findet ein Weibchen einen Partner der richtigen Art. Nestlinge beiderlei Geschlechts lernen die Lieder ihrer Spezies, indem sie ihren Vätern und nahen Männchen derselben Spezies zuhören, während sie sich noch im Nest befinden. Daher sollte das Lied dieses mysteriösen Vogels diagnostisch sein, für welche Spezies sein Vater war.

Male Burkets Trällerer demonstriert der Welt seine Gesangsfähigkeiten.
(Kredit: Lowell Burket.)

Ein paar Wochen später bekam Herr Burket seinen Wunsch: Er filmte den mysteriösen Vogel, der an zwei aufeinanderfolgenden Tagen sang. Die Audioqualität war hoch genug, dass er das Lied der Spezies identifizieren konnte. Er stellte fest, dass der mysteriöse Vogel tatsächlich ein kastanienbraunes Trällererlied sang.

Könnte dieser mysteriöse Vogel möglicherweise eine Kreuzung mit einer Brewster-Trällerermutter und einem kastanienbraunen Trällerervater sein? Könnte er die Mutter dieses Vogels im vergangenen Sommer tatsächlich am Vogelloch fotografiert haben? Herr Burket überprüfte seine Vogelfotos aus dem Vorjahr und entdeckte eine Brewster-Trällererin. Er wusste auch, dass kastanienseitige Trällerer auf seinem Grundstück im Wald brüten, also… könnte es sein, dass dies eine noch nie dagewesene natürlich vorkommende „Dreifach-Hybride“ zwischen der Trällerermutter eines Brewsters und einem kastanienseitigen Trällerervater war ? Es schien mit Sicherheit eine weit hergeholte Idee zu sein: Auch wenn Brewsters Waldsänger selbst Hybriden sind, handelt es sich um Hybriden zwischen zwei eng verwandten Arten, die sich in einer völlig anderen Gattung befinden als der entfernter verwandte kastanienseitige Waldsänger. Aber diese seltsamen Stellen am Hals, das Fehlen eines dunklen Augenstreifens und das Lied - dieses bemerkenswerte Diagnoselied! - waren überzeugend.

"Ich habe" Hybrid-Trällerer "gegoogelt und konnte bei dieser Kombination nichts finden. Ich habe beschlossen, das Cornell Lab of Ornithology zu kontaktieren, um eine Expertenmeinung einzuholen", erläuterte Burket. Er schickte einige Fotos und Videos des mysteriösen Vogels per E-Mail an das „Lab of O“ und wartete gespannt auf eine Antwort.

"Ich habe versucht, die E-Mail etwas intellektuell klingen zu lassen, damit sie mich nicht für einen Spinner halten", erinnerte sich Burket. "Fotos und Videos haben geholfen."

Zurück im Labor von O war Dr. Toews fasziniert von dem, was er sah. Eine Woche später fuhr er 4 Stunden von Cornell weg, um Mr. Burket zu treffen, und am nächsten Morgen richteten sie an der Stelle, an der der mysteriöse Vogel wiederholt gesungen hatte, ein Nebelnetz ein. Dank Mr. Burkets gründlichem Wissen über die Gewohnheiten dieses Vogels dauerte es nur 4 Minuten, ihn zu fangen.

Male Burkets Trällerer, ein noch nie zuvor aufgenommener Triple-Hybrid-Vogel, wurde am 28. Juni 2018 von David Toews und Lowell Burket gefangen genommen und gebändert.
(Bildnachweis: Lowell Burket. Hinweis: Dieses Bild wurde aus dem Original abgeschnitten.)

"[I] t war eine erstaunliche Erfahrung", sagte Herr Burket. "Ich hatte so etwas nur im Discovery Channel gesehen."

Nachdem Dr. Toews diesen mysteriösen Vogel in der Hand hatte, bemerkte er, dass er einem jugendlichen kastanienbraunen Trällerer sehr ähnlich war - unwahrscheinlich, weil er Anfang Mai zum ersten Mal fotografiert wurde und die meisten Trällerer erst im Juni flüchten. Gleichzeitig waren das weiße Supercilium des Vogels - schwarz bei erwachsenen männlichen Wobbeltonen und oliv oder grau bei jungen oder weiblichen Tieren - und sein schwach grauer Wangenfleck charakteristischer für Wobbeltonen von Vermivora. Dr. Toews machte eine Vielzahl detaillierter Fotos, zeichnete die Länge der mysteriösen Vogelschnauze und der Flügel zusammen mit anderen physischen Figuren zur genaueren Untersuchung auf und gab ihr ein USGS-Beinband aus Aluminium mit der einzigartigen Nummer: 2850–44901. Bevor Dr. Toews den Vogel freigab, nahm er auch eine winzige Blutprobe für genetische Analysen. Dann kehrte er in sein Labor zurück und arbeitete sich methodisch durch all seine gesammelten Informationen wie ein ornithologischer Sherlock Holmes.

Abbildung 2. (a) Culmen- und Flügellänge für Vermivora-Trällerer (gelb, golden, blau, blau, grau, Brewster-Trällerer) und Kastanien-Trällerer (rot). Der Hybrid ist mit einem Sternchen gekennzeichnet. (b) Der genetische Index über sechs Loci, die Vermivora-Trällerer unterscheiden. Aus dem Hybrid schätzten wir den genetischen Index des Elternteils seiner Mutter, der in den Bereich der Hybriden zwischen Goldflügel- und Blauflügel-Trällern (d. H.

Die Hinweise waren eindeutig. Das Lied war nicht nur ein starkes Indiz dafür, dass dieser mysteriöse Vogel als Vater einen kastanienbraunen Trällerer hatte, sondern die physikalischen Messungen zeigten, dass dieser Vogel definitiv ein Mischling war: seine Rechnung war länger als die der kastanienbraunen Trällerer, aber sie befand sich im Innern die erwartete Reichweite für Vermivora-Trällerer (Abbildung 2a) und ihre Flügel waren länger als die Flügel aller Vermivora-Trällerer-Arten, aber sie ähnelten den kastanienseitigen Trällern.

Der genetische Nachweis war ebenso überzeugend: Die Mitochondrien-DNA (mtDNA) des Mystery Bird war zu 99% identisch mit Gold- und zu 97% identisch mit Blau-Wobbeln - diese Arten unterscheiden sich also nur um 3–4% (Abbildung 2b) Dieser Befund war wie erwartet, wenn seine Mutter ein Brewster-Trällerer war. Die mtDNA von Vermivora unterscheidet sich jedoch um mehr als 8% von den Sequenzen der Kastanien-Waldsänger (und anderer Setophaga-Waldsänger), was wiederum die wahrscheinliche Identität des Vaters des mysteriösen Vogels hervorhebt. (Denken Sie natürlich daran, dass mtDNA nur von der Mutter stammt.)

Um die Identität des mutmaßlichen Vaters des Rätselvogels genauer zu bestimmen, untersuchte Dr. Toews dann einzelne Nukleotidpolymorphismen (SNPs) im Genom des Vogels, die sich eindeutig von den Vermivora-Trällern unterscheiden (n = 89 Stellen), und stellte fest, dass der Rätselvogel bei heterozygot war Alle Standorte außer einem - und im Nachhinein ist dieser eine Standort wahrscheinlich auch bei kastanienbraunen Trällern unterschiedlich.

Einzelnukleotidpolymorphismen (SNPs).
(Bildnachweis: David Eccles / CC BY 4.0)

SNPs ("snips") sind eine sehr häufige Form der genetischen Variation, die in allen Lebewesen vorkommt und eine Veränderung nur eines Nukleotids oder DNA-Bausteins im Genom darstellt. Die Feststellung, dass die Hälfte dieser SNPs mit denen des kastanienbraunen Waldsängers übereinstimmte, deutete auf die Identität des Vaters des mysteriösen Vogels hin. (Denken Sie daran, dass jeder Elternteil jedem seiner Nachkommen die Hälfte seines Gesamtgenoms zur Verfügung stellt.)

Eine zusätzliche Analyse der SNPs, die spezifisch zwischen Gold- und Blauflügel-Trällern unterscheiden, ergab, dass zwei der sechs Trällerer aus Blauflügel-Vorfahren und vier aus Goldflügel-Trällerer-Vorfahren stammten. So stammte ein Drittel der Vermivora-SNPs dieses mysteriösen Vogels von einem Trällerer mit blauen Flügeln, was darauf hinweist, dass die Mutter dieses Vogels selbst ein Hybrid der „frühen Generation“ war.

Der Vergleich des genetischen Index der mutmaßlichen Mutter mit anderen Vermivora-Trällern (Abbildung 2b) ergab, dass kein phänotypischer Blau-Flügel-Trällerer einen genetischen Index von 0,33 aufwies, während nur zwei von 149 phänotypischen Gold-Flügel-Trällern einen derart hohen Index aufwiesen. Im Gegensatz dazu haben Brewsters Trällerer einen mittleren genetischen Indexwert von 0,32, und 23% der Brewsters Trällerer haben genau ein Drittel ihrer Vorfahren mit blauen Flügeln. Die mutmaßliche Mutter des mysteriösen Vogels hatte also einen genetischen Index innerhalb des erwarteten Bereichs für Brewsters Trällerer, der ihre Identität bestätigte und darauf hinwies, dass sie wahrscheinlich das Ergebnis einer "Mischehe" zwischen einem blau- und einem goldenflügeligen Trällerer war.

"Das Weibchen ist ein Golden-winged / Blue-winged Warbler-Hybrid - auch Brewster's Warbler genannt. Sie hat sich dann mit einem kastanienbraunen Waldsänger gepaart und erfolgreich reproduziert “, schloss Dr. Toews.

Vorausgesagter Stammbaum der Trällerer, der zum neu beschriebenen Drei-Arten-Hybrid führt. Blau-, Gold- und Brewster-Trällerer von Liz Clayton Fuller; kastanienseitiger Trällerer von del Hoyo et al. (2018) Handbuch der lebendigen Vögel der Welt; neue Hybride

Aber warum sollten diese Singvögel überhaupt hybridisieren? Zumal die Frauen ihre Partner hauptsächlich nach der Qualität ihrer Songs auswählen?

"Es könnte nur ein Fehler gewesen sein (diese Dinge passieren)", erwiderte Dr. Toews in einer E-Mail, "obwohl es sein könnte, dass die Anzahl der passenden Gefährten so gering ist (Vermivora-Trällerer gehen in den Appalachen zurück) [das], was sie war das Beste aus einer schlechten Situation machen. “

Tatsächlich hat die Hybridisierung zwischen Goldflügel- und Blauflügel-Trällern in den letzten Jahrzehnten im Nordosten der Vereinigten Staaten und bis nach Kanada zugenommen. Der größte Teil dieser Hybridisierung resultiert aus dem Umzug von Blauen Trällern in Habitate von Goldenen Trällern. Diese Bewegung ist durch die Auswirkungen des sich erwärmenden Klimas und den Verlust des bevorzugten Buschlandlebensraums der Blauen Trällerer motiviert. Darüber hinaus gehen die Populationen der Goldflügel-Trällerer zurück, weshalb die Anzahl geeigneter Partner unter diesen Arten begrenzt ist.

"Die Entscheidung, sich mit einem Mann zu paaren, der nicht perfekt ist, ist vielleicht besser als gar kein Mann!", Bemerkte Dr. Toews. Er wies darauf hin, dass die Hybridisierung zwischen Brewsters Trällern und Kastanien-Trällern noch nie zuvor aufgezeichnet wurde.

"Tatsächlich ist diese Art der Drei-Arten-Hybridisierung bei allen Tieren" äußerst selten "", sagte Dr. Toews.

Was verrät dieser hybride Trällerer - jetzt offiziell als Burkets Trällerer bekannt - über Artenbarrieren, insbesondere bei Singvögeln? Sind diese Trällerer echt?

"Einmalige Hybriden sagen uns in erster Linie, dass Artenbarrieren nicht perfekt sind, aber das ist nicht völlig überraschend", erklärte Dr. Toews in einer E-Mail. „In diesem Fall erfahren wir auch einiges über die Reproduktionskompatibilität zwischen Taxa, die sehr unterschiedlich sind. Auch wenn sich dieser Hybrid möglicherweise nie reproduzieren wird, deutet dies darauf hin, dass zwischen den elterlichen Taxa nicht jede Menge genetische Inkompatibilitäten bestehen, sodass er sich so entwickeln konnte, dass er zumindest als „normal“ erscheint. “

"Diese Art von passt auch zu der herkömmlichen Weisheit in diesen Trällern - dass Artenbarrieren durch" Vorab-Isolieren von Barrieren "(wie Lied) und weniger durch genetische Inkompatibilitäten nach der Paarung aufrechterhalten werden", fügte Dr. Toews hinzu.

Male Burkets Trällerer am

Zusammenfassend zeigt dieser noch nie dagewesene Burket-Trällerer dank seiner Eltern die folgenden phänotypischen Merkmale:

  • Brewsters Trällerer: gelbe Kappe; weißes Supercilium; grün und grau an Rücken und Nacken; deutlich getrennte gelb / goldene Flügelstangen
  • Kastanienseitiger Trällerer: gelbe Kappe; alle weißen Kehle; Brust und Bauch; rötliche Flecken; weißer Augenring (im Herbst); dunkelbraune Vorwahlen an den Flügeln; schwacher Streifen auf dem Rücken

Was war das Schönste an dieser Detektivarbeit?

"Der lustige Teil dabei war für mich, einen Bürgerwissenschaftler wie Lowell einbeziehen zu können", antwortete Dr. Toews. "Mithilfe der genetischen Marker können auch die Gefiedermuster der Mütter vorhergesagt werden. Dies hat zu einem neueren Beitrag bei der Bestimmung der Eltern geführt."

Könnte der Trällerer dieses Burket seine eigenen "Kinder" erfolgreich zeugen oder macht ihn seine gemischte Abstammung zu einem unerwünschten Partner? Da Dr. Toews den Vogel freigelassen hat, plant er, das Vogelloch auf Herrn Burkets Familienbesitz im Auge zu behalten, um zu sehen, was die Zukunft bringt.

Was hält Mr. Burket von all dieser Aufregung?

"Ich hatte buchstäblich null Wissen über Vögel bis vor sieben Jahren", antwortete er. „Und jetzt stelle ich fest, dass es sich um einen einzigartigen Vogel handelt. Das kann jedem passieren! “

Quelle:

David P. L. Toews, Henry M. Streby, Scott A. Taylor (2018). Biology Letters, ein Waldsänger, der durch interspezifische und intergenerische Hybridisierung hergestellt wurde und am 7. November 2018 online veröffentlicht wurde, bevor er gedruckt wurde | doi: 10.1098 / rsbl.2018.0557

Ursprünglich bei Forbes am 9. November 2018 veröffentlicht.