Na rostlinách je možné zkoumat takzvanou opakovanou adaptaci, která je důležitá pro pochopení a následné předvídání toho, jak se budou organismy přizpůsobovat svému okolí v budoucnosti, popisuje evoluční genetička Magdalena Bohutínská. V současné době pracuje na výzkumu na univerzitě v Bernu, kde opakovanou adaptaci zkoumá na vysokohorských rostlinách.
Evoluce se opakuje. Česká vědkyně zkoumá, jak se organismy znovu a znovu adaptují
„Zabývám se tím, jak se organismy přizpůsobují novým podmínkám v okolním prostředí. Konkrétně se zaměřuji na vysokohorskou adaptaci. Zkoumáme rostliny, které byly původně nížinné a postupně v různých pohořích kolonizovaly horské prostředí a přizpůsobily se mu. Studium adaptace je důležité pro pochopení toho, jak se budou organismy přizpůsobovat v budoucnu různým výzvám – například globálním změnám klimatu nebo antibiotikovým rezistencím a podobně,“ uvedla Bohutínská.
Při opakované adaptaci nastávají tyto změny vícekrát. Na základě toho lze pozorovat, které mechanismy se dějí pokaždé a jsou pravidlem, a které jsou naopak výjimečné a nelze je zobecnit. Ačkoliv Bohutínská zkoumá rostliny, v ideálním případě by její data měla být v co největší části zobecnitelná i pro další organismy.
Evoluce se opakuje
Bohutínská pracuje ve švýcarské laboratoři s kolegy, kteří zkoumají opakovanou adaptaci na rybách, konkrétně na koljuškách tříostných. Ty jsou zajímavé tím, že žijí v oceánech a mořích, ale když mají možnost kolonizovat řeku, tak to udělají. „I přesto, že zkoumáme jiné organismy, ve společné laboratoři sdílíme evoluční otázky. Například proč se evoluce za stejných podmínek opakuje, které geny se v té evoluci využijí a jestli jsme schopni vlastnosti takových ‚opakovatelných genů‘ predikovat,“ přiblížila badatelka.
Mohla by se podle ní nabízet představa, že evoluce je pomalá, trvá miliony let a v životě jednotlivce se sledovat nedá. „Nicméně existují případy, kdy je evoluce neskutečně rychlá. Tudíž se dá navrhnout experiment na bakteriích nebo octomilkách. Můžete například simulovat silné nepohodlí v jejich prostředí, odborně se to nazývá selekční tlak. Oni se pak zvládnou za pár generací přizpůsobit, aby se jim dařilo lépe. A to je možné pozorovat během krátkodobého experimentu, téměř vlastním okem,“ prozradila Bohutínská. Jindy jde o případy, kdy se adaptivní evoluce odehrála před tisíci generací a v současné době mohou vědci pozorovat v přírodě pouze její výsledek. A proces tak musí zkoumat zpětně.
Jak předvídat budoucnost adaptace
Zatím byla Bohutínská s kolegy schopná daty prokázat fakt, že čím jsou si dva druhy příbuznější, tím více stejných genů na adaptaci použijí. Když se například přizpůsobí vysokohorskému prostředí dvě příbuzné rostliny, budou podstatnou část genů pro adaptaci sdílet. Z toho podle vědkyně také vyplývá, že na základě znalostí o příbuzné rostlině lze odhadnout způsob adaptace nějaké nové rostliny.
Magdalena Bohutínská získala doktorský titul v botanice na Přírodovědecké fakultě Univerzity Karlovy. Je držitelkou postdoktorandského grantu v Bernu. Získala mimo jiné ocenění za přínos k evoluční biologii.
