Nový výzkum popsal, jak to vypadá, když se z jednoho druhu organismu začnou vytvářet jiné. Podařilo se to u mikroskopické řasy – vědci u ní ukázali, jak získávala nové vlastnosti.
Čeští vědci popsali, jak vzniká nový druh organismu. Sledovali jeho adaptaci na měnící se životní podmínky
„Způsob, jakým vznikají nové druhy organismů, patří mezi fundamentální otázky biologie,“ poznamenává Petr Dvořák z katedry botaniky Přírodovědecké fakulty Univerzity Palackého v Olomouci, který se na výzkumu podílel. Významný posun podle něj způsobilo relativně levné a efektivní sekvenování DNA. Výzkum v této oblasti se ale zatím převážně omezuje na zvířata a rostliny, a to přesto, že naprostou většinu druhů na planetě tvoří mikroorganismy. „Spolu s kolegy z Univerzity Karlovy a univerzity ve švédském Lundu jsme se pokusili tuto mezeru vyplnit,“ říká Dvořák.
Mezinárodní tým vedený Pavlem Škaloudem z Přírodovědecké fakulty Univerzity Karlovy si pro výzkum vybral řasu Synura petersenii, která nemá české pojmenování. Patří do skupiny zlativek a běžně žije v planktonu jezer v našich zeměpisných šířkách.
„Pro objasnění faktorů, které vedly k diverzifikaci v rámci tohoto druhu, jsme pořídili více než sto laboratorních kultur ze vzorků z několika jezer v Evropě a Kanadě. Jedná se o největší soubor dat tohoto typu mezi řasami a prvoky. Pomocí sekvenování DNA jsme získali reprezentaci celého genomu každé laboratorní kultury a následně zrekonstruovali evoluční vztahy mezi jednotlivými vzorky,“ popisuje výzkum Dvořák.
Přírodovědec Petr Dvořák
Když všechny vzorky prostudovali, ukázalo se, že řasa se za více než sto tisíc let vyvinula do tří odlišných populací. A ty jsou na cestě k tomu stát se v budoucnu novými druhy. „Diverzifikace začala před 125 tisíci lety, tedy ještě před posledním glaciálem, což bylo vypočteno na základě datování pomocí molekulárních hodin,“ vysvětluje Dvořák.
Vliv klimatické změny
Výrazný nárůst rozdílů populací probíhal podle vědce v posledních 14 500 letech, tedy v době po poslední velké době ledové. „Z toho můžeme vyvodit, že diverzifikaci této řasy, stejně jako u rostlin, ovlivnily klimatické změny. Diverzifikace řasy Synura byla navíc velmi rychlá v porovnání s ostatními řasami, u kterých tento proces trvá řádově miliony let,“ upozorňuje Petr Dvořák.
K rozrůznění populací této řasy vedla podle něj hlavně adaptace na lokální podmínky, zejména různé teploty a množství rozpuštěných látek ve vodě. Evoluci jednotlivých populací ovlivnily také vydatné deště, které způsobují vyplavování živin ze dna, promíchají vodu a snižují průhlednost, což ovlivňuje všechny planktonní organismy, které musí být na tyto události adaptované.
„Nezanedbatelnou roli hrála také geografická vzdálenost na úrovni mezikontinentální, i když se organismům původně přisuzovaly téměř neomezeně velké schopnosti šířit se po celé planetě. Populace se stále diverzifikují v nové druhy, přestože mezi nimi nadále probíhá genetický tok. Z toho vyplývá, že ekologická diverzifikace je silnějším faktorem než genetické promíchávání linií,“ dodává Dvořák.
