Starobylá DNA poskytuje klíč k poznání sociálního chování  
V Patagonii žijí myšovití hlodavci příbuzní morčatům a rypošům, jmenují se tukotuko. Jejich genetická diverzita je natolik malá, že podle stávajících znalostí je sebemenší změna klimatu, nebo nemoc, měly už dávno poslat do propadliště dějin. Tato zvířátka naše zákony genetiky zřejmě neznají a tak nepřízni osudu i krutému klimatu vzdorují již po mnoho tisíc let. Úspěšně!

 

Patagonská pampa a její obyvatelé mění náš názor na vznik geneticky daného sociálního chování.

Elizabeta Hadlyová, bioložka ze Stanfordovy University, se  se svojí kolegyní   pustily do zkoumání malých, hlodavců, kteří žijí v Argentinských horách. Podle vydávaného zvuku, kterým se domlouvají a který  zní jako ťukání „tuk-tuk-tuk“  se také nazývají. Tito obyvatelé jihoamerických pamp se nazývají, jak jinak,  tukotuko. V čeledi  tukotukovití (Ctenomyidae) jich je přibližně padesát druhů.  Ale jen jeden druh je endemický a  žije v národním parku Nahuel Huapi. Liší se od všech ostatních, kromě jiných věcí, o nichž bude řeč později, se k sobě jinak chovají. Jeho členové žijí v koloniích, jsou družní, důvěřiví a k sobě velmi přátelští. Ostatně proto se v latinském označení svého druhu honosí názvem  Ctenomys sociabilis.

 


Rostomilá, důvěřivá, nakadeřená zvířátka vědkyním zřejmě učarovala a tak se jaly dělat pokusy s jejich DNA. Zjistily, že po genetické stránce jsou všichni jedinci téměř shodní. To ale odporuje poučkám, že v místech, kde se střídají podmínky života, a takovou oblastí Patagonie z pohledu dlouhé historie je, mají šanci přežít jen druhy disponující velkou genetickou rozmanitostí.  Soudí se, že je to právě diverzita, která umožňuje organismům obstát při změnách klimatu, změnách v dostupnosti a skladbě potravy,… Jedině diverzita  umožňuje přírodní výběr, tedy přizpůsobení a přežití druhu. 

Výsledky genetických testů, které vědkyně u hlodavců provedly, nasvědčovaly tomu, že malé rozdíly v genetické výbavě hlodavců jsou známkou příbuzenské plemenitby a že svědčí o špatném stavu celé populace. Zdálo se být s podivem, že druh ještě nevymřel. Proto také byla, a stále ještě jsou, tato zvířata označena jako druh ohrožený a chráněný. Soudě jen podle rozborů DNA a odhadu o stavu příbuznosti, by ale žádný genetik na světě za možnost záchrany nebohých tukotuko nedal ani zlámanou grešli. Kolonie těchto hlodavců, jejichž DNA předpovídá rychlý konec, jsou ale početné a evidentně se těší dobrému zdraví.  Hezké záběry z patagonské pampy, kde tukotuko žijí, pořídil náš horolezec pan Ladislav Kamarád. Ke zveřejnění obrázků nemáme souhlas, ale najdete je na adrese:  horolezec.cz .

 

Zvětšit obrázek
Elizabeta Hadlyová: "Podle stavu, ve kterém tito hlodavci mají svojí DNA, by podle obecně uznávaných měřítek měla jejich populace spět k brzkému konci."

Jak dlouho to trvá?
Američanky si  položily otázku - jak dlouho již tukotuko mají svojí  DNA v tomto špatném stavu? Aby si v tom udělaly jasno posbíraly zuby těchto hlodavců, které našly v okolních jeskyních. Mnohé ze zubů v nichž se DNA zachovala ve stavu, že umožňoval rozbor provést, byly ve vrstvě, která dokládala, že jsou starší než 10 000 let. Naměřené výsledky je šokovaly, a nejen je. Tento druh, s tak „špatnou“ genetickou výbavou a s tak vysokou hladinou příbuznosti, se totiž těší dobrému zdraví již mnoho tisíc let! Ba co víc, úspěšně se mu podařilo se rozšířit i na úkor druhů, jejichž DNA je „zdravá“ a hendikep vysoké míry příbuznosti nevykazuje. 

 

K objevu přispěly sovy
Tukotuko tráví svůj čas většinou v norách. Opouštějí je jen zřídka a krátce aby se nažraly. Jakmile opustí noru aby se nakrmily travou, stávají se snadným soustem pro lovící sovy. Patagonské sovy sídlí v jeskyních. Sovy zde loví hlodavce po tisíce let. Dvě z jeskyň poblíž  hranic s Čile jsou z tohoto pohledu zvláště zajímavé. Zachovaly se zde vrstvy trusu, jichž se tisíce let nikdo nedotknul. Slovo trus zde není zcela správné, protože sovy, jak známo nestrávené kosti a srst hrabošů vyvrhují zobákem. Podle zubů z těchto vyvrhnutých zbytků mohou vědci i po tisíciletích určovat jaké druhy hlodavců se v okruhu třech mílí okolo jeskyně,  v té které době vyskytovaly. A nejen to, zuby schované v čelistech jsou ideálními schránkami pro uchování relativně neporušené DNA jednotlivých zvířat a i po tisíci letech u nich lze udělat genetický rozbor.

 

Zvětšit obrázek
Yvone Chanová: "Z porovnání DNA dnešních zvířat a prastaré DNA ze zubů, které se uchovaly po tisíce let v jeskynních, tento „špatný“ stav trvá již tisíce roků a zvířatům zřejmě poskytl výhodu, neboť jejich druh se rozšířil na úkor ostatních příbuzných druhů."


Populační katastrofa
Dámy se daly do piplačky a odkrývaly vrstvu výkalů po vrstvě. To jim umožnilo udělat detailní časový snímek hlodavčí populace. Anatomický rozbor kostí jim umožnil zjistit, že  více než 10 000 let byl sledovaný druh dominantní, ale postupně byl vytěsňován větším druhem tukotuko  (druhem C. haigi). Až v  době zhruba před 3000 lety námi sledovaný druh C. sociabilis ze severní jeskyně zmizel zcela. V jižní jeskyni se jeho kostry sice vyskytovaly, ale značně sporadicky. To znamenalo, že před zmíněnými 3000 lety tento druh značně strádal jeho populace klesala, jeho genetická  rozmanitost se teoreticky tedy ztenčovala, druh byl na vymření.  Také genetický rozbor DNA potvrdil, že genetická rozmanitost  C. sociabilis, od těch nejstarších dob až do oné doby kdy téměř tento druh vymřel, strmě klesla. Podle genetiků klesl počet jedinců v populaci tohoto druhu na méně než 300 jedinců. Populace tak ztratila většinu své genetické rozmanitosti. V těchto případech se v hantýrce genetiků hovoří o „úzkém hrdlu láhve“. To je doba, kdy je počet jedinců v populaci na nejnižších počtech.

Zvětšit obrázek
Hlodavců tukotuko je asi 50 druhů, ale jen samičky druhu C. sociabilis spolu sdílejí doupata a ochotně se starají o mláďata svých družek. Za to, že tento druh nevymřel zřejmě vděčí změně svého sociálního chování.(Foto: Yvonne Chan)

Datováním tato doba spadá přesně do období, kdy se v této části And vyskytly erupce vulkánů. To asi bylo příčinou toho, že se pro tatp zvířata změnily životní podmínky natolik, že téměř vymřela. Tento genetický tlak ale měl zřejmě i jeden pozitivní dopad. Nikdo přesně neví kdy se sociální chování tukotuko (mluvíme o druhu C. sociabilis) vyvinulo. Hadlyová předpokládá, že to bylo odpovědí na populační pád a že to je důkaz toho, jak  evoluční změna sociálního chování propůčuje druhu schopnost přežít v dobách, kdy je ohrožen a kdy je jeho genetická diversita tak malá, že by v konkurenci neměl šanci obstát.


Je-li tomu opravdu tak, potom studie patagonských tukotuko přispěla k porozumění evoluce společensky prospěšného chování. A to by mělo platit i pro další druhy, které v dobách dávné historie se dostaly do „hrdla láhve“ a koketovali s vymřením.

Výsledky, které Američanky získaly nasvědčují tomu, že pohromy, které deprimují populace a možná i migrace založené na vysílání malého počtu potomků k osídlování nových lokalit, jsou tlaky, které podporují rychlý vývin a genetické fixování pospolitého družného jednání. Ostatně, pro další podporu této myšlenky nemusíme chodit daleko. Stačí se podívat na chování argentinských mravenců, ti také postupně osídlují  Severní Ameriku a rozbor jejich DNA svědčí o tomtéž.

Dost možná, že se z této zákonitosti nevymaňuje  ani lidstvo samo. Genetici již řadu let poukazují na to, jak malé počty nás v těžkých dobách přežily a  jak úzkými „hrdly“ jsme se, jako druh, protáhli.


Toto je doklad toho, že ve vědě ani nimrání se v tisíce let starých vyvrhnutých zbytcích soví potravy nemusí být neúčelné. Stal se z něho příběh, který cosi vypovídá o tom, co se děje v populaci, kterou  postihne katastrofa a  jak se to odráží ve změnách její genetické výbavy. A dokonce jaké to s sebou nese změny v sociálním chování jejích jedinců a jak se toto jednání geneticky utužuje.

Možná tu máme perfektní model toho, jak by se ubíral vývoj stávajících druhů, kdyby naší matičku Zemi postihlo oteplení nebo ochlazení. Pohled do minulosti druhu tukotuko, jež překonal i dobu velkého vymírání druhů, ukázal, že přežití ohrožené populace může být dílem přátelského, pospolitého, družného, jedním slovem sociálního chování.


Hlodavci tukotuko (Ctenomys sociabilis) jsou po genetické stránce všichni stejní. Rouzdíly v jejich  DNA jsou tak nepatrné, že z genetického hlediska měla tato populace již dávno zaniknout. Místo toho v nehostinných horských oblastech Argentiny se tisíce let  těší výtečnému zdraví. Stalo se tak díky tomu, že si tato zvířata vytvořila složitou strukturu sociálního chování, které je mezi zhruba padesáti tukotuko dalšími příbuznými druhy, jedinečné.

 


Poznámka osla:
Pokud mají Američanky pravdu, potom takové morové pandemie a hromadné vyvražďování přispívaly k tomu, že se v naší genetické výbavě fixovala soudržnost a sociální cítění. Jinak řečeno, za naší lásku k bližnímu vděčíme krutostem…Hrozná představa.


 

Datum: 25.04.2006 22:03
Tisk článku

Transevoluce - Scholastická evoluce druhů a člověka - Hájek Tomáš
 
 
cena původní: 220 Kč
cena: 191 Kč
Transevoluce - Scholastická evoluce druhů a člověka
Hájek Tomáš

Diskuze:

Ad: Pavel

Pavel Brož,2006-04-26 13:15:30

Ono hlavně by bylo hezké zjistit, zda a jak je toto sociální chování opravdu geneticky podmíněné a zda náhodou není třeba částečně kulturně přejímané. Do té doby, než se zjistí jak to s tou genetickou podmíněností je, tedy striktně vzato tento konkrétní případ nelze považovat za další důkaz teorie sobeckého genu, i když si myslím je tato teorie teorií velice úspěšnou a široce přijímanou. Myslím si, že je tu docela velká příležitost popídit se za tím, které konkrétní genetické sekvence mohou případně to sociální chování způsobovat - byl by to patrně úplně první případ v historii, kdy by se prokázala souvislost konkrétní řetězců v DNA s existencí sociálního chování. Situace je myslím příznivější právě proto, že v rámci padesáti blízkých druhů tento druh vykazuje jako jediný sociální chování, a navíc i proto, že zrovna tento jediný z nich je tak geneticky uniformní. Teprve potom, co se tato genetická souvislost buďto prokáže nebo naopak vyvrátí bude existovat dostatečná jistota ohledně toho, zda jde či nejde o další z důkazů teorie sobeckého genu.

Odpovědět


sobecký mem?

mik,2006-04-27 01:10:40

Pokud soudržnost a sociální cítění není důsledkem sobeckého genu pak je důsledkem sobeckého memu.
Sobectví jako příčina altruismu zní podivně :-)

Odpovědět

Laický pohled

Pavel,2006-04-26 07:20:15

No, když se na to podívím z hlediska sobeckého genu, tak po projítí úzkým hrdlem láhve je pro mě mnohem výhodnější spolupráce než konkurence, protože umožní přežití mnohem většího počtu mých kopií. Takže toto je jen další důkaz správnosti teorie sobeckého genu?

Odpovědět




Pro přispívání do diskuze musíte být přihlášeni














Tento web používá k poskytování služeb, personalizaci reklam a analýze návštěvnosti soubory cookie. Používáním tohoto webu s tím souhlasíte. Další informace