Blesková evoluce: Rybky se svižně přizpůsobují extrémně toxickému prostředí  
Fundulové nejsou moc atraktivní svým vzhledem, ale díky rychlým evolučním změnám přežijí v jedovaté vodě, kde toxické látky tisícinásobně překračují běžné smrtelné koncentrace.
Fundulus heteroclitus. Kredit: A. Whitehead.
Fundulus heteroclitus. Kredit: A. Whitehead.

Fundulové mumioví (Fundulus heteroclitus, anglicky známí jako mummichog) jsou malí, nepříliš barevní, ale zato pořádně drsní halančíci. Žijí podél severoamerického pobřeží Atlantiku, kde obývají brakické a pobřežní vody, včetně slanisek. Tito halančíci jsou proslulí tím, že vydrží skoro neuvěřitelné věci. Zvládnou extrémní výkyvy slanosti vody, teploty mezi 6 až 35 stupni Celsia, extrémně nízký obsah kyslíku v prostředí, a také silné znečištění. Díky tomu jsou fundulové populární mezi vědci, kteří je rádi studují při embryologickém, fyziologickém i toxikologickém výzkumu. Dokonce to fundulům přineslo letenky do vesmíru, kam se podívali jako první ryby v historii. V roce 1973 se dostali na americkou orbitální stanici Skylab.

Andrew Whitehead. Kredit: Andrew Whitehead's Lab.
Andrew Whitehead. Kredit: Andrew Whitehead's Lab.

Výzkumný tým Andrewa Whiteheada z Kalifornské univerzity v Davisu zjistil, že tito fundulové přímo před našima očima procházejí velmi rychlou evolucí. Během velkoryse pojatého výzkumu přečetli genomy stovek fundulů z různých prostředí na východním pobřeží USA. V nich pak odhalili celé tucty zcela nedávno vzniklých evolučních změn, díky nimž mohou fundulové přežít koncentrace toxických látek, které jsou tisícinásobně vyšší, nežli běžně pro ryby smrtelné hodnoty.

 

Lidé si obvykle myslí, že evoluce pracuje velmi pomalu. Jenže když na to přijde tak může být proklatě rychlá. Jak jsme se už mnohokrát přesvědčili, přírodní výběr dokáže zázraky. Do vod, v nichž žijí fundulové, proniklo významnější znečištění teprve před půlstoletím. Přesto tak krátká doba stačilo na to, aby se fundulové mohli na tak extrémní prostředí adaptovat.

Znečištěné prostředí v zátoce Barataria, Louisiana. Kredit: A. Whitehead.
Znečištěné prostředí v zátoce Barataria, Louisiana. Kredit: A. Whitehead.

Whitehead a spol. využili toho, že s postupným rozvojem technologií čtení DNA dochází k výraznému poklesu nákladů na jeden přečtený genom. Mohli si dovolit přečíst téměř 400 genomů fundulů z extrémně znečištěných i z prakticky neznečištěných míst, a potom je navzájem porovnat.

Věda na pláži. Kredit: Andrew Whitehead's Lab.
Věda na pláži. Kredit: Andrew Whitehead's Lab.

Isaac Wirgin z New York University School of Medicine, který podobně zkoumal adaptace na znečištění u tresky tomcod (Microgadus tomcod), se prý ještě nesetkal s výzkumem, kde by vědci přečetli tolik genomů. Podle Wirgina je to revoluce.

 


Whiteheadův tým objevil v genomu fundulů změny, tedy mutace, které jim umožňují přežít vysoké koncentrace látek, jako jsou dioxiny nebo polychlorované bifenyly (PCB). Mnoho těchto změn se týká genů, které jsou jako součást signální dráhy AHR (Aryl hydrocarbon receptor) zapojeny v imunitě nebo v signalizaci hormonem estrogenem. Tato signální dráha se také podílí na detoxifikaci jedovatých látek, když se ale ve znečištěném prostředí zapne příliš brzy, tak je to katastrofa.

 

Všichni fundulové, kteří žijí v extrémně znečištěných vodách, proto mají v genomu změny, díky nimž se signální dráha ARH nezapíná v nevhodnou chvíli. Jak už to ale v evoluci bývá, jednotlivé populace fundulů to neřeší vždy stejně. Stejného výsledku dosahují prostřednictvím různých mutací. Jak je vidět, některé druhy si poradí i s extrémními zásahy do prostředí.

Video:  Mummichogs!


Literatura
New Scientist 8. 12. 2016, Science 354: 1305-1308, Wikipedia (Mummichog).

Datum: 10.12.2016
Tisk článku

Tajemství genů - Kejnovský Eduard
Knihy.ABZ.cz
 
 
cena původní: 250 Kč
cena: 235 Kč
Tajemství genů
Kejnovský Eduard
Související články:

Extrémně rychlá evoluce ředkve v Kalifornii     Autor: Stanislav Mihulka (21.07.2006)
Rychlost v evoluci nejsou žádné čáry     Autor: Stanislav Mihulka (26.06.2009)
Jak rychle změna klimatu modifikuje genom? Rychle!     Autor: Josef Pazdera (03.01.2016)



Diskuze:




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