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

Descrizione del progetto

Adattamento fenotipico convergente e convergenza genomica

Il progetto FLIGHTLOSS, finanziato dall’UE, si propone di svelare le basi genomiche della recente perdita della capacità di volare nella famiglia di uccelli chiamata Rallidae (composta dai rallidi e dalle loro specie associate) e di verificare l’ipotesi secondo cui l’adattamento fenotipico convergente è legato alla convergenza a livello molecolare. I rallidi hanno colonizzato con successo migliaia di isole grazie al volo. Se le condizioni insulari non richiedevano uno stile di vita incentrato su tale capacità, tuttavia, nel corso del tempo l’investimento sul loro apparato di volo si è ridotto e, spesso, questa abilità è stata persa del tutto. Ciò si è verificato ripetutamente e in modo indipendente almeno trenta volte durante brevi scale temporali evolutive. I ricercatori hanno in programma di sequenziare e assemblare genomi interi e di avvalersi di un metodo di annotazione basato sull’allineamento di interi genomi, al quale seguirà l’individuazione e la selezione degli elementi genomici responsabili dell’incapacità di volare.

Obiettivo

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.

Campo scientifico (EuroSciVoc)

Parole chiave

Programma(i)

Argomento(i)

Meccanismo di finanziamento

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

Vedi tutti i progetti finanziati nell’ambito di questo schema di finanziamento

Invito a presentare proposte

(si apre in una nuova finestra) H2020-MSCA-IF-2019

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Coordinatore

NATURAL HISTORY MUSEUM
Contributo netto dell'UE
€ 224 933,76
Indirizzo
CROMWELL ROAD
SW7 5BD London
Regno Unito
Regione
London Inner London — West Kensington & Chelsea and Hammersmith & Fulham
Tipo di attività
Public bodies (excluding Research Organisations and Secondary or Higher Education Establishments)
Collegamenti
Costo totale
€ 224 933,76