The Genomic Underpinnings of Convergent Evolution: Repeated Loss of Flight in Island Rails, the Greatest Avian Colonizers

Información del proyecto

FLIGHTLOSS

Identificador del acuerdo de subvención: 893225

DOI

10.3030/893225

Proyecto cerrado

Fecha de la firma de la CE 31 Marzo 2020

Fecha de inicio 6 Octubre 2020

Fecha de finalización 4 Enero 2023

Financiado con arreglo a

• EXCELLENT SCIENCE - Marie Skłodowska-Curie Actions

Coste total

€ 224 933,76

Aportación de la UE

€ 224 933,76

Coordinado por

NATURAL HISTORY MUSEUM
United Kingdom

Descripción del proyecto

Adaptación convergente de fenotipos y convergencia genómica

El proyecto FLIGHTLOSS, financiado con fondos europeos, tiene por objeto descubrir los fundamentos genómicos de la reciente pérdida del vuelo en la familia de aves de los rálidos y abordar la cuestión de si la adaptación convergente de fenotipos está vinculada con la convergencia a nivel molecular. Gracias a su vuelo, los rálidos han colonizado con éxito miles de islas; si las condiciones de la isla no requerían un estilo de vida aéreo, la inversión en el mecanismo de vuelo se reducía con el paso del tiempo y, con frecuencia, la capacidad de vuelo se perdía por completo. Esto ha ocurrido en repetidas ocasiones y de forma independiente al menos treinta veces en escalas de tiempo evolutivas cortas. Los investigadores prevén secuenciar y ensamblar genomas completos, así como emplear un método de anotación basado en la alineación de todo el genoma, y, a continuación, identificar los elementos genómicos como objetivos para la selección de la pérdida del vuelo.

Objetivo

Convergent evolution—when similar changes occur in independent lineages—may be caused by similar selection pressures resulting in the same adaptations. This is exemplified by the evolution of echolocation in bats and whales, and the evolution of flight in insects, bats, and birds. The phenotypic convergence in major traits is less well-understood at a molecular level, and cases of genomic convergence are rare. In this action, I will focus on rails, a family of birds that is outstanding in two respects: (1) They are extremely successful dispersers and have colonized hundreds or thousands of islands by flight. (2) If island conditions did not require a volant lifestyle, over time the developmental resource investment into the flight apparatus is reduced, and the flight capability often eventually entirely lost. The loss of flight has occurred repeatedly and independently at least 30 times, often over short evolutionary time scales (<125,000 years). I will combine field sampling with historic samples from the unique bird collection of the Natural History Museum of the UK, including six now extinct species. With an extended museomics approach, I will sequence and assemble whole genomes with large-fragment linked-reads, and then employ a novel whole-genome alignment-based annotation method, followed by identification of genes or regulatory elements as targets for selection for flightlessness, replicated over three different lineages of rails. This MSCA action will uncover the genomic underpinnings of recent loss of flight and address the fundamental question whether phenotypic convergent adaption is reflected by convergence at a molecular level. It will also assess the contribution of changes in amino acid sequence vs. changes in gene regulation. Understanding the genomic changes behind loss of flight can also offer unique insights into the original gain of flight in the transitional theropod dinosaurs, ancestors of modern birds.

Ámbito científico (EuroSciVoc)

• ciencias naturales › ciencias biológicas › zoología › mamalogía › cetología
• ciencias naturales › ciencias biológicas › zoología › entomología
• ciencias naturales › ciencias de la tierra y ciencias ambientales conexas › paleontología
• ciencias naturales › ciencias químicas › química orgánica › aminas
• ciencias naturales › ciencias biológicas › genética › genoma

Palabras clave

• Convergent evolution
• Loss of function

Programa(s)

• H2020-EU.1.3. - EXCELLENT SCIENCE - Marie Skłodowska-Curie Actions PROGRAMA PRINCIPAL
  
• H2020-EU.1.3.2. - Nurturing excellence by means of cross-border and cross-sector mobility
  

Tema(s)

• MSCA-IF-2019 - Individual Fellowships
  

Régimen de financiación

MSCA-IF - Marie Skłodowska-Curie Individual Fellowships (IF)

Convocatoria de propuestas

H2020-MSCA-IF-2019

Coordinador

NATURAL HISTORY MUSEUM

• Aportación neta de la UEn: € 224 933,76
• Dirección: CROMWELL ROAD ; SW7 5BD London ; Reino Unido
• Región: London › Inner London — West › Kensington & Chelsea and Hammersmith & Fulham
• Tipo de actividad: Public bodies (excluding Research Organisations and Secondary or Higher Education Establishments)
• Coste total: € 224 933,76