Genový mix, který vznikl v důsledku smísení dvou populací (modře a červeně), umožnil norníkům přizpůsobit se novým klimatickým podmínkám a představuje „zásobu adaptací” do budoucna. / Grafika: ÚŽFG AV ČR
Snížená genetická variabilita často vede k poklesu životaschopnosti populací a někdy dokonce i k vyhynutí celých druhů. Ohrožené populace lze však někdy „geneticky zachránit“ – přimícháním genů jiné populace. „Naše výsledky ukazují, že takový genový mix může být zásadním zdrojem genetické rozmanitosti, který umožňuje rychlé přizpůsobení měnícím se podmínkám,“ říká Petr Kotlík z Ústavu živočišné fyziologie a genetiky AV ČR (ÚŽFG AV ČR). Vědci tento fenomén popsali na příkladu norníka rudého ve Velké Británii. Zjistili, že smísení genů populací přizpůsobených různým klimatickým podmínkám vedlo ke vzniku populace lépe vybavené pro přežití v podmínkách nových.
Kolonisté přinášejí genetickou rozmanitost
Norník rudý, běžný hlodavec lesů mírného pásma, je ideálním modelem pro studium tohoto procesu. Jeho populace ve Velké Británii totiž vznikla spojením dvou migračních vln z různých evropských refugií po době ledové. Každá vlna kolonistů přinesla odlišnou genetickou výbavu, čímž vznikly nové kombinace adaptivních znaků.
„Porovnali jsme mezi sebou jednotlivé geny tohoto genového mixu a zjistili jsme, že klíčové geny pro klimatickou adaptaci vykazují odlišnou míru mísení oproti ostatním genům. Míra tohoto mísení je buď větší, což znamená, že výhodnější variantu přinesli později příchozí kolonisté, nebo menší, pokud výhodnější varianta pochází od prvních kolonistů,“ popisuje výsledky celogenomové analýzy populací norníků Michaela Horníková z ÚŽFG AV ČR, autorka studie.
Přizpůsobení se změně klimatu na konci doby ledové bylo tedy hnací silou genetického mísení. Tato genetická různorodost nejenže umožnila norníkům adaptovat se na změnu klimatu po skončení doby ledové, ale poskytuje jim důležitou výhodu v podobě „zásoby adaptací“ i pro budoucí klimatické změny.
Genetická čistota není vždy výhodou
Tento objev má zásadní dopad na chápání evolučních procesů a jejich využití v ochraně přírody. Tradičně se při „genetické záchraně“ ohrožených druhů kladl důraz na zachování genetické čistoty, aby se předešlo narušení místních adaptací. „Naše výsledky však tuto představu boří. Ukazují, že smísení populací přizpůsobených různým podmínkám může být klíčové pro přežití druhů,“ vysvětluje Petr Kotlík. Podobné genetické mísení se objevuje nejen mezi populacemi jednoho druhu, ale také mezi různými druhy. „Jsou známé příklady, kdy křížení mezi druhy přineslo evoluční výhody. Lidé například nesou ve své genetické výbavě některé imunitní geny od jiných druhů hominidů a odlišné druhy myší si zase předaly geny pro rezistenci k rodenticidům – pesticidům určených k hubení hlodavců,“ dodává Michaela Horníková.
Výsledky tohoto výzkumu otevírají nové možnosti pro ochranu ohrožených druhů v kontextu klimatických změn. Jednou z diskutovaných strategií je „asistovaná adaptace“. Ta zahrnuje vytváření podmínek, aby se potkaly izolované populace, nebo dokonce přemístění jedinců s žádoucími geny do nových oblastí. „Když pochopíme, jak a odkud druhy získávají genetickou různorodost a schopnost přizpůsobit se novým podmínkám, můžeme lépe předpovídat dopady klimatických změn a zmírňovat jejich následky u nejohroženějších druhů,“ uzavírá Petr Kotlík.
Zdroj: Akademie věd ČR
