Открића

Како хибридне врсте риба креативно „ремиксују“ старе гене

Нова сазнања о разноликости код риба сугеришу да би укрштање врста могло да буде главни механизам брзе специјације

Фото: Pixabay

Текст: Ивана Николић

Јесте ли знали да се у Африци група риба позната под именом циклиди у последњих 150.000 година диверсификовала на преко 700 врста? То је један од разлога зашто истраживачи сматрају да хибридизација може помоћи да се објасни брз настанак нових врста.

Међу њима су и еволуциони биолози Дејвид Маркес и Оле Зехаусен са Универзитета у Берну, као и Џоана Мајер са Универзитета у Кембриџу, који су нов поглед на порекло врста називали комбинаторном специјацијом.

„Сви ови нови геномски подаци тако јасно показују да специјација код животиња и биљака често функционише успостављањем веза, укључујући и везе између старих генетичких варијанти“, каже Зехаусен, иначе шеф Одељења за водену екологију на Институту за екологију и еволуцију Универзитета у Берну.

„Морамо да се запитамо да ли је то врло уобичајен механизам у поређењу са класичним схватањем“, додаје Зехаусен.

Класично схватање, наиме, описује порекло нових врста као спор и постепен процес који зависи од случајних мутација које „граде већи кљун или привлачнију песму“. Уколико ово помогне делу популације да истражи нову еколошку нишу или учини своје припаднике мање привлачним или заинтересованим за друге популације, онда може да настане нова врста. Како делови популације остају изоловани једни од других, њихови дивергентни геноми акумулирају разлике које их чине све више некомпатибилним. Када је специјација завршена, геноми могу бити толико различити да не функционишу када се искомбинују у хибриду.

Зехаусен и његове колеге, са друге стране, кажу да се управо то дешава код многих врста које се веома брзо разилазе. Они стога тврде да комбинаторна специјација објашњава како генетичка новина код специјације може да настане брзо и како је то у складу са открићем да је хибридизација уобичајенија него што се то претходно мислило. Други биолози, пак, позивају на опрез, тврдећи да ми једноставно не знамо довољно о еволуционим последицама хибридизације на дрво живота читаве врсте. Они тврде да постоји превише познатих примера када хибридизацијом нису створене нове врсте, те да нико не би требало да тако храбро спекулише о значају комбинаторног начина специјације.

Уверења Маркеса, Зехаусена и Мајер заснивају се на њиховом проучавању афричких риба циклида, које су се, за само 150.000 година диверсификовале на преко 700 врста различитих облика, величина и екологија. Откад је настало језеро Викторија пре 15.000 година, око 500 врста диверсификовало се унутар његових обала, што ово језеро чини идеалним системом за биологе који покушавају да разумеју ране фазе специјације.

Зехаусен је почео тако што је проучавао како проток гена брише разлике између врста циклида у језерима. Врсте могу да се специјализују за живот на одређеним дубинама, прилагођавајући се различитим светлосним окружењима и еколошким нишама. Различити поремећаји, попут еутрофикације или људске активности, могу буквално да замагле и запрљају воде, а уједно и сакрију нормалне препреке парењу. Последица тога је да различите врсте могу да мешају гене и стварају хибридна јата. Зехаусен верује да се овакво мешање дешавало често у историји ове еволуционе лозе:

„Почео сам да размишљам о томе што то чини овим лозама и шта би специјација, поновно мешање и поновна специјација могле да учине динамици.“

Зехаусен је 2004. године тврдио да хибридизација између релативно различитих, али још увек компатибилних еволуционих лоза може увести велику количину генетичке разноврсности у генски фонд. Рекомбинацијом се ова наслеђена разноврсност „исече и уклопи у нове конфигурације“. Ипак, важно је рећи да не функционишу све комбинације, али и да селекција понекад може бити слабија у новоформираном окружењу. Таква, релаксирана селекција, може дати хибридном циклиду додатно време да се избори са изазовима средине и да премости некомпатибилности генома својих родитеља, а који би у противном могли довести до неповољног исхода.

Ово гледиште на специјацију добија на тежини, јер секвенцирање генома открива претке укључене у више догађаја специјације. Тако je, на пример, студија Мајер и њених колега објављена у часопису Nature Communications 2017, потврдила да је брза радијација 500 врста циклида у језеру Викторија проистекла из хибридног јата које је вероватно старије од самог језера. Унутар самог језера, све врсте су потекле од заједничког претка, и то вероватно у последњих 15.000 година. Али када су истраживачи покушали да групу риба из језера Викторија поставе на веће еволутивно стабло циклида, нашли су се између две врло древне речне врсте – једне са горњег Нила и друге из реке Конго.

Према Мајер, неки делови генома циклиде у језеру Викторија више подсећају на врсту из Нила, док су други ближи оној из Конга.

„Они су генски мозаик ове две врсте“, каже Мајер.

 

ОТКРИЋА

Свакога дана се у свету објави више хиљада нових открића. Која од њих су заиста битна? Која мењају научну парадигму? И како разумети шта се заправо дешава на научним фронтовима?

Истражите текстове из рубрике ОТКРИЋА.

Истражите друге текстове:


Grb Republike Srbije
ecsite nsta eusea astc

ЦПН
Улица краља Петра 46
11000 Београд
Република Србија
+381 11 24 00 260
centar@cpn.rs