E-mail | SIS | Moodle | Helpdesk | Knihovny | cuni.cz | CIS Více

česky | english Přihlášení



Po stopách jelenů do minulosti

Planeta Země prošla mnoha cykly změn klimatu. Tyto teplotní a srážkové výkyvy měly vliv i na změny rozšíření jednotlivých organismů na Zemi. Jakým mikroevolučním procesem prošel v nedávné minulosti jeden z klíčových evropských savců – majestátný jelen? Výsledky mezinárodního výzkumu pod vedením Karoliny Doan z Varšavské univerzity, na němž se vzorkováním jelenů ve střední Evropě a evolučními analýzami podílel i molekulární biolog a zoolog Pavel Hulva z Katedry zoologie Přírodovědecké fakulty Univerzity Karlovy byly nedávno zveřejněny v časopise Zoological Journal of the Linnean Society.
Jelen lesní (Cervus elaphus) je jedním z nejrozšířenějších a ekologicky nejvýznamnějších druhů Evropy. Zároveň má za sebou již dlouhou a bohatou historii.
Zdroj: https://pixnio.com, autor: Lewis Craig.

Vědci se navrátili 50 tisíc let zpět, aby zjistili, jakými oblastmi se pohyboval jelen – jeden z našich nejvznešenějších kopytníků. Aby byly výsledky co nejpřesnější, použili analýzu pomocí genetiky. Výzkumníci analyzovali 501 sekvencí cytochromu b (typ bílkoviny vázané na membrány) mitochondriální DNA (mtDNA). Jak už název napovídá, mtDNA se nachází v mitochondriích, a je tak součástí mimojaderné genetické informace. Jedná se tedy o geny, které se nenacházejí v jádře na chromozomech. Tato metoda se často využívá k analýze vývoje populací, přičemž mtDNA se přenáší výhradně v mateřské linii, na rozdíl od Y-DNA, která se přenáší v linii otcovské. Odborníci na genetiku celkem nově analyzovali 194 starých a 75 současných vzorků zkombinovaných se sekvencemi z genové banky. Část vzorků byla také radiouhlíkově datována.

Na základě rozdělení fylogenetického stromu podle Bayesiánských metod je komplex zahrnující jeleny rozdělen do čtyř linií mtDNA reprezentujících čtyři možné druhy: jelena wapiti (Cervus canadensis), jelena lesního (C. elaphus), jelena kašmírského (C. hanglu) a jelena siku (C. nippon). Všechny staré vzorky z této studie patřily jelenu wapiti (C. canadensis) a jelenu lesnímu (C. elaphus), přičemž nové vzorky výhradně jelenu lesnímu (C. elaphus).

V rámci jednoho druhu vědci našli několik haplotypů (pozn. haplotypy = varianty mitochondriální DNA, které se liší sekvencí nukleotidů). Jako první prokázali, že jelen kašmírský je sesterskou skupinou jelena lesního i jelena wapiti, což bylo v rozporu s dřívějšími poznatky, kde byl tento druh sesterským druhem pouze k jelenu lesnímu. Nový objev byl s největší pravděpodobností potvrzen díky rozsáhlému souboru dat v této studii, a to nejen díky počtu vzorků, ale i časovému rozsahu.

Jelen wapiti (Cervus canadensis) je příbuzný jelena lesního.
Zdroj: https://flicker.com, autor: Maxime Legare-Vezina.

Vědci také zjistili, že v určité době došlo k divergenci mezi dvěma blízce příbuznými druhy, a to jelenem lesním (Cervus elaphus) a jelenem wapiti (Cervus canadensis). Doba divergence genetických linií a haploskupin odpovídala zejména velkým environmentálním změnám spojeným se stadiály (kratší studenější a sušší klimatické období v rámci jednoho glaciálu) a interstadiály pozdního pleistocénu. Vlivem klimatických změn se posouval jejich výskyt severojižním a východozápadním směrem. Některé haplotypy objevující se před posledním maximem doby ledové nebyly v současné době zjištěny, což pravděpodobně ukazuje na vyhynutí populace. Na základě datování a lokalizace vzorků vědci potvrdili přítomnost jelenů v jihovýchodní Evropě a západní Asii během posledního maxima doby ledové. Poté, když se začalo mírně oteplovat, došlo k rozšíření areálu jelena lesního v Evropě směrem na sever, přičemž jelen wapiti se v Asii posunul více na jih a východ . Změny v areálu rozšíření jednotlivých druhů jelenů byly značně rozdílné, protože podmínky prostředí vyskytující se na obou kontinentech se během posledních 50 tisíc let výrazně lišily.

Přestože jeleni byli v minulosti rozsáhle a opakovaně přemisťováni člověkem, zdá se, že jejich současná distribuce a fylogeografická struktura v oblasti Eurasie je převážně důsledkem přírodních procesů, reakcí druhu na čtvrtohorní změny prostředí a nahrazení některých linií jinými expandujícími liniemi mtDNA.

Studium megafauny, mezi kterou patří i jelenovití, má značný význam pro výzkum ekosystémů na Zemi. Propojenost velkých zvířat nejen se stromy zde existovala po stovky miliónů let, a proto je většina bioty adaptována na ekosystémy s jejich přítomností. Při rapidních změnách v jejich počtu tak dochází k porušení ekologické rovnováhy. Aktuální výzkum genetických vlastností jelenovitých v čase a prostoru nás posunul zase o kousek dál v pochopení, jakými procesy byla ovlivněna jejich speciace a fylogeografie.

Megafauna má zásadní význam pro celý ekosystém. Zdroj: www.flickr.com, autor: Mauro Gialdini.

Kateřina Fraindová

Doan, K., et al., 2022. Phylogenetics and phylogeography of red deer mtDNA lineages during the last 50 000 years in Eurasia, Zoological Journal of the Linnean Society, Volume 194, Issue 2, Pages 431–456.

Publikováno: Neděle 22.05.2022 13:45

Akce dokumentů