Více než 500 ryb se rychle vyvinulo v jediném jezeře díky hybridizaci
Hybridizace a genetická recyklace vedly k explozi rozmanitosti cichlid ve Viktoriině jezeře, píše IFL Science. Dnešní Viktoriino jezero je relativně mladé, má pouhých 16 000 let, ale během tohoto krátkého časového období se zde podařilo vyvinout asi 500 různých druhů cichlid. Je pozoruhodné, že tato exploze diverzity je způsobena především hybridy narozenými v důsledku mezidruhového šlechtění.
V nové studii vědci z Bernské univerzity, Cambridgeské univerzity a Wellcome Sanger Institute zjistili, že stovky velmi odlišných druhů se ve skutečnosti vyvinuly z pouhých tří linií cichlid, které se do Viktoriina jezera – největšího afrického jezera – dostaly přibližně před 16 000 lety, když se znovu naplnilo po období intenzivního sucha. To je z hlediska evoluce neuvěřitelně rychlé.
„Vyvinuly se pravděpodobně ze tří linií, které se v jezeře setkaly, křížily se, kombinovaly své genetické variace a vytvořily tuto obrovskou rozmanitost kříženců, z nichž se pak vyvinuly různé druhy,“ uvedla pro IFLScience Dr. Joana Meierová, první autorka studie a vedoucí skupiny ve Wellcome Sanger Institute.
„Nyní nacházíme více než 500 druhů cichlidních ryb. Zjistili jsme, že všechny tyto druhy cichlidních ryb se v jezeře skutečně vyvinuly za pouhých 16 000 let, což je naprosto šílené. Obvykle trvá více než milion let, než se nový druh vyvine,“ dodal doktor Meier.
„Je to něco jako když se králík během jednoho mrknutí oka změní ve vlka. Super šílená ekologická diferenciace – velmi, velmi rychlá.“
Ze skromných počátků se dnes cichlidám ve Viktoriině jezeře daří a v ekosystému zaujímají téměř všechny myslitelné niky. Také vypadají viditelně odlišně, pyšní se řadou různých tvarů, velikostí, barev a forem.
„I ty druhy jsou super odlišné. Některé jsou škrabáky řas, jiné se živí zooplanktonem a další jsou vrcholoví predátoři, kteří žerou jiné ryby,“ vysvětlil doktor Meier.
Tým se domnívá, že tato překvapivá situace vznikla proto, že voda v jezeře by la při jeho prvním napuštění velmi kalná. To znamenalo, že cichlidy nemohly navzájem rozeznat své barvy a bylo pro ně obtížné identifikovat různé druhy. Zahaleni v kalné vodě se odehrával festival křížení.
Úspěch hybridizace cichlid ve Viktoriině jezeře zpochybňuje jeden z nejstarších předpokladů evoluce, že dva různé druhy se nemohou rozmnožovat a vytvářet životaschopné nebo plodné potomstvo. Na rozdíl od toho, že kříženci jsou vždy evoluční slepou uličkou, je možné, že se stanou pozitivní silou pro přežití genu.
Mnoho kříženců narozených rodičům různých druhů nebude úspěšných a mohou být dokonce neplodní. Několika šťastlivcům však může kombinace genů poskytnout výhodu oproti jejich vrstevníkům a pomoci jim přežít a rozmnožit se.
„Vytvářejí velkou genetickou rozmanitost. I když se některým z nich daří opravdu špatně, může být prospěšné, když se některým daří dobře,“ řekl Meier pro IFLScience.
To se netýká jen cichlid ve Viktoriině jezeře. Pokud se rozhlédnete kolem sebe, budete moci spatřit záblesky introgresivní hybridizace v genomu většiny živých živočichů, od motýlů a pavouků až po mořské savce.
„Vytvářejí velkou genetickou rozmanitost. I když se některým z nich daří opravdu špatně, může být prospěšné, když se některým daří dobře,“ řekl Meier pro IFLScience.
To neplatí jen pro cichlidy ve Viktoriině jezeře. Když se rozhlédnete kolem sebe, uvidíte záblesky introgresivní hybridizace v genomu většiny živých zvířat, od motýlů a pavouků až po mořské savce.
„S novými genomickými technologiemi pro sekvenování DNA nyní vidíme, že v podstatě všechny druhy, včetně lidí, mají některé části DNA, které jsou odvozeny od jiného druhu, což naznačuje, že v minulosti došlo k hybridizaci,“ vysvětlil Meier.
Opravdu, když se podíváte na genom mnoha moderních lidí, můžete najít genetické důkazy o křížení Homo sapiens s neandrtálci a denisovany, dvěma dalšími druhy homininů, které mezitím vyhynuly.
Ať už v dobrém nebo ve zlém, lidé jsou také produkty hybridizace. V případě některých lidí žijících ve východní Asii existují důkazy, že denisovanská DNA jim pomohla aklimatizovat se na vyšší nadmořské výšky. Na druhou stranu neandrtálská DNA v genomu lidí z Evropy může vést k vyššímu riziku některých nemocí, včetně COVIDu-19 a depresí.
Studie zpochybňuje myšlenku, že hybridizace vždy končí genetickou slepou uličkou. „Za určitých okolností se některým hybridům může skutečně dařit lépe,“ řekl Meier.
Nová studie byla publikována v časopise Science
