Rychlokurz biologie
Přihlásit se
Rychlokurz biologie (11/18) · 10:01

Speciace: O ligrech a lidech Kdy už se jedná o nový biologický druh a kdy ne? Proč může mít lev a tygr potomka, který se nazývá liger, ale nemůže se reprodukovat?

Vy a já jsme si hodně podobní. Víc než vy a třeba tady mí psi Lemon a Abby. Tak například vy a já patříme ke stejnému druhu, zatímco Lemon a Abby jsou psi, tedy jiný druh. Dnes budeme mluvit o druzích, ale na konci si povíme něco i o psech. Tak neodcházejte, čekají vás štěňátka! (hudba) Ale ještě před štěňátky si povíme o lidech. Náš druh, Homo Sapiens, je posledním přeživším druhem rodu Homo. Naši bráškové Homo Erectus, Homo Habilis a Homo Neanderthalensis natáhli bačkory už dávno. Proto jsme dnes my Homo Sapiens tak odlišní i od našich nejbližších žijících příbuzných ze zvířecí říše, šimpanzů učenlivých a bonobo. Člověk je živočišný druh, specifický typ organismu, který se od všech ostatních druhů na světě liší. Co ale dělá člověka člověkem? Přestože patříme do zvláštní skupiny živočichů zvané primáti jako opice, lidoopi, lemuři a nártounovití, pokud se nepodobáte například Boratovi, asi vám schází výrazné ochlupení těla. My lidé jsme dvojnožci, chodíme tedy po dvou a máme přímo obrovské mozky, které nám umožňují například dobře se vyjadřovat, řešit složité problémy nebo psát v pubertě mizerné básně a znáte to, dovtípit se, že nedat dýško průměrnému číšníkovi aniž bychom vypadaly jako nevděčníci, nejde. Takové problémy, přátelé, žirafy řeší jen zřídka. Příslušnost k druhu, ale není jen o tom, co máme společné. Druh je definován jako skupina organismů, které se mezi sebou mohou pářit a plodit plodné potomstvo. Zní to jednoduše, co? Dva jedinci stejného druhu, kteří mohou bla, bla, bla Pozor! Dávejte pozor, ta poslední část je důležitá. Dva živočichové, musí plodit plodné potomstvo. Možná se zdá, že stačí, aby se mezi sebou živočichové dokázali pářit, jenže jejich potomci musí být také schopní dál plodit. Z technického hlediska spolu někdy mohu mít potomstvo i dva různé druhy. Vemte si třeba vznešeného ligra, oblíbence filmového Napoleona Dynamita, kterého znám proto, že jsem v USA na Halloween 2005 měl ten nejlepší kostým Napoleona Dynamita. Ale ligry jsem nezmínil, jen abych se vytahoval. Ligr vznikne, když spolu samec lva a samice tygra mají malé mládě. Až na to, že není moc malé, protože ligr je ze zásady větší než oba jeho rodiče a hlavně je neplodný, což nás vede k chápání toho, co je živočišný druh. Lvi a tygři jsou dva různé druhy, protože při spáření neplodí plodné potomky. Zvířatům jako ligři, říkáme kříženci, tedy potomci vzniklí křížením dvou druhů. A i když je křížení druhů slepou uličkou, co se týče vzniku nových druhů, v minulosti už nové druhy vznikly, a další se stále vyvíjejí, ať už dílem evoluce nebo změnou dědičných rysů toho kterého druhu. Víme, jakými všemi způsoby k tomuhle procesu, kterému říkáme speciace, může dojít, ale známe taky minimálně dva způsoby jakými se ze dvou druhů vyvine druh nový a oba dva jsou podmíněny tzv. reprodukční izolací, což znamená, že dvě populace téhož druhu se spolu už nemohou úspěšně pářit. Všimněte si slova "úspěšně". Populace se od sebe mohou izolovat například tak, že se sice páří, ale jejich potomci jsou neplodní nebo života neschopní. Dobrým příkladem jsou právě ligři nebo muly, které jsou potomky samce osla a samice koně a narozdíl od lvů a tygrů osli a koně ani nemají stejný počet chromozomů. Oslí sperma tedy může oplodnit vajíčko koně, ale mula nezdědí potřebnou genetickou informaci k tvorbě vlastních pohlavních buněk. Takový typ izolace se jmenuje postzygotická izolace, protože rodiče spolu sice vytvoří zygotu, ale tím jejich rodová linie končí. Dalším příkladem postzygotické izolace je takové páření druhů, které vede vždy k potratu, k úplné zástavě vývoje zárodku, nebo k tvorbě nadměrného plodu, který matku při porodu zabije. Dalším druhem izolace je izolace prezygotická, která vzniká při páření dvou skupin stejného druhu ještě předtím než k oplodnění vajíčka vůbec dojde. Týká se například změn chování v rámci druhu jako když ptáci stejného druhu při páření zpívají dvě různé melodie nebo když se z denních živočichů postupně stanou noční a tím pádem se s denními brášky nikdy nepotkají. Prezygotická izolace může být i zeměpisná, to znamená, že populace jsou od sebe vzálené na míle daleko nebo jim v setkání brání nějaká fyzická překážka, a tak se nemohou křížit mezi sebou. Když z jednoho druhu vlivem zeměpisné izolace vzniknou druhy dva, říká se tomu allopatrická speciace. Slovo allopatrická pochází z řeckého výrazu pro jiné země. Vzniklé dvě populace téhož druhu se vyvinou každá jinak, protože na každém břehu řeky jsou jiné podmínky. Na jednom břehu řeky je třeba zima, a tak tamním zvířatům narostou luxusnější hustší kožichy, protože je jim tam dobře. Pravděpodobně budou mít i silnější vrstvu podkožního tuku a změní své chování a projeví se u nich ještě kopa dalších změn. Zvířata na teplém břehu řeky se zatím také začnou měnit shodí část kožichu, přibudou jim potní žlázy. Za nějaký ten čas a bez toku genů mezi těmihle populacemi, se zvířata s hustým kožichem nakonec budou moct pářit jen s dalšími zvířaty s hustou srstí a ti potící zas jen s potícími. Šíření specifických znaků v závislosti na jeho výhodách pro daný druh, který jimi disponuje, se říká přirozený výběr. S teorií přirozeného výběru a allopatrické speciace přišel chlápek, co se jmenoval Charles Darwin nebo pro přátele Chuck nebo Chucky D. Zastavte mě, jestli už to víte, Darwin v 30. letech 19. století navštívil Galapágy. Darwin byl posedlý svijonožci, i tak si ale všimnul pěnkav, které si spletl s dlasky obecnými žijícími na ostrovech, kteří se dost podobali pěnkavám na jiných ostrovech a ještě víc byli podobní těm na pevnině Jižní Ameriky, ale ty byly samozřejmě také samostatným druhem. Podle Darwina byl proces oddělení těchhle pěnkav jako samostatného druhu, neskutečně pomalý. Dokonce tak pomalý, žej sme ho nemohli zažít. Museli sme mu prostě věřit. Ještě dlouho po Darwinově pozorování byla allopatrická speciace hlavním vysvětlením dělení druhů. Dnes ale víme, že je to jen půlka pravdy. Dnes máme spoustu novátorských testů DNA a dalších pomůcek, kterými zjišťujeme, že k rozdělení druhu, na dva nové druhy nemusí dojít jen kvůli zeměpisné izolaci, ale i kvůli nějaké jiné reprodukční izolaci. Takové speciaci v rámci stejné země, se říká sympatrická speciace a to znamená, že je čas na židli. (hudba) Pro všechny romantické duše tu mám krátkou bilogickou romanci. Dva britští evoluční biologové, Peter a Rosemary Grant, vlastně to byli manželé, trávili od 70. let 20. století každý rok šest měsíců v nerušené přírodě Galapág, kde studovali a chytali Darwinovy pěnkavy v průběhu jejich vývoje. Byla to ta samá zvířata, která zkoumal Darwin, ta, která se podle něj vyvíjela nepostřehnutelně pomalu. Ostrov, na kterém Grantovi trávili čas se jmenuje Daphne Major a když zde začali svůj výzkum, žily tu dva druhy pěnkav: pěnkava prostřední a pěnkava kaktusová, ale roku 1981 sem z nedalekého ostrova dorazil další druh pěnkavy. Byla hybridem již zmíněných dvou druhů a byla mnohem větší než tamní pěnkavy. Měla hodně široký zobák a její zpěv zněl jako hudební mix písní pěnkavy prostřední na jejím domovském ostrově a na Daphne Major. Nově příchozí pěnkava broukala místním pěnkavám prostředním a jednu nakonec zlákala. Grantovi sledovali potomky těchhle dvou ptáčků po příštích 28 let. Jenže asi po čtyřech generacích na Daphne Major nastalo zhoubné sucho, které mnoho pěnkav zabilo. Zbývali pouze dva potomci přistěhovalých pěnkav, kteří byli tak trochu bratranci pářili se spolu a to, zdá se, odstartovalo další speciaci. Zpěv potomků našich přeživších byl odlišný od zpěvu jejich rodičů, který by už tak odlišný od zpěvu pěnkav na ostrově. Populace pěnkav na ostrově rostla a hybridní pěnkavy, pra pra pra pra kuřátka se začla množit výhradně mezi sebou. V prosinci 2009 Grantovi oznámili, že od té doby je rodová linie přistěhovavší pěnkavy byla geneticky izolována od pěnkav na ostrově. A to je přátelé zároveň velmi romantické a skvělý příklad super rychlé sympatrické speciace v akci. Tak dobře, slíbil jsem štěňátka, dostanete štěnátka. Asi jste si všimli, že korgi a anglický chrt si nejsou moc podobní. Byli šlechtění odlišně. Zatímco korgi byl vyšlechtěn k nahánění stád a k hlídání farm, chrt byl šlechtěn především pro běh. Umělé šlechtění z "přirozeného výběru" dělá jen "výběr". Vlastně tomu říkáme umělá selekce, ale pořád je to výběr. Možná si říkáte, jak by to asi vypadalo, kdyby měli korgi s chrtem štěňátka a oni spolu štěňátka mít můžou, i když je to dost divné. Copak, Lemone? Jste obě holky? No jasně, chci tím jen říct, že jsou oba stejného druhu. To znamená, že tihle psi i dva mnohem odlišnější, třeba irský vlkodav a čivava, spolu mohou mít plodné potomky. Ale jak? Jak by JAK? Mnoho psích plemen si je tak podobných, že postzygotická izolace nehrozí, páření čivavy a vlkodava by ale v přírodě bylo velmi vzácné už kvůli technickým složitostem nebo kvůli prezygotickým překážkám. Představte si, že na nějaký ostrov umístili spoustu čivav a vlkodavů asi by se spolu nepářili a kdyby přece ano, aspoň pro čivaví maminky by byl porod, au, bože. Tím pádem by tok genů mezi těmihle dvěma skupinami přestal a staly by se reprodukčně izolovanými. A za čas by se od sebe odlišily tolik, že už by se pářit nemohly a staly by se každý jiným druhem.
video