Genetyczne ślady lisiej podróży

Lis rudy jest najbardziej rozpowszechnionym na świecie przedstawicielem psowatych, a jego obszar występowania jest największy wśród mięsożerców. Analizy genetyczne wskazują, że gatunek powstał na Bliskim Wschodzie i z tego miejsca rozpoczął kolonizację. Odkrycia poczynione przy tej okazji mogą namieszać w podziałach taksonomicznych.

.

Jedną z najpopularniejszych metod śledzenia genetycznej historii gatunku jest badanie genów mitochondrialnych (linii żeńskiej), jednak nie daje ona pełnego obrazu sytuacji. Naukowcy z  UC Davis opublikowali wyczerpującą analizę genetyczną dotyczącą rozprzestrzeniania się gatunku lisa rudego, wykorzystującą genom mitochondrialny oraz linię męską, czyli chromosom Y. Dane uzyskane od ponad 1000 osobników z całego świata dostarczyły informacji o pochodzeniu, ekspansji i ewolucji gatunku. Praca została opublikowana w Molecular Ecology i jest na ten moment najbardziej kompleksową analizą dotyczącą tej tematyki.

Podejście polegające na włączeniu do analiz linii ojcowskiej zaowocowało nowym odkryciem. Wcześniejsze badania opierające się na linii matczynej sugerowały, że lisy Eurazji i Ameryki Północnej tworzyły stosunkowo podobne populacje na skutek dwóch dużych fal kolonizacji: pierwszej w Plejstocenie i drugiej podczas ostatniego zlodowacenia.

Najnowsze badanie pokazało, że lisy rude w Eurazji i Ameryce były izolowane rozrodczo od ponad 400 tys. lat. Przez ten czas lis rudy na terenach amerykańskich ewoluował w nowy gatunek. Analizy opierające się jedynie na linii matczynej zostały zafałszowane z powodu jednej samicy, która dostała się z Azji na Alaskę ok. 50 tys. lat temu. Najprawdopodobniej nie było drugiej, dużej fali kolonizacji, a raczej niewielkie „zanieczyszczenie” materiału genetycznego izolowanej populacji.

Podobne zaburzenia w wynikach, polegające na rozbieżnościach otrzymywanych w badaniach genomu mitochondrialnego i jądrowego są obserwowane w badaniach populacji innych gatunków. Jest to charakterystyczne dla sytuacji, w której dochodzi do niewielkiego kontaktu po długim okresie całkowitej izolacji. Bariery rozrodcze (np. mutacje, różnice w fizjonomii, rytuałach godowych), które pojawiają się pomiędzy długo izolowanymi grupami rzadko są w 100% skuteczne, jedynie zmniejszają możliwość wystąpienia inbreedu. Tak jest też w przypadku lisów euroazjatyckich i amerykańskich. Pomimo sprowadzenia lisów europejskich do Ameryki w celu hodowli futra, obie populacje są wyraźnie odrębne genetycznie i nie wymieszały się. Widoczna jest jedynie pojedyncza linia matczyna wprowadzona 50 tys. lat temu.

Rys. 1. Wyniki analizy genomu mitochondrialnego. Zaznaczone miejsca pobrania próbek, ich liczebność i klady (Statham i inni, 2014)

Według autorów pracy odkrycie wspiera proponowane od pewnego czasu podziały taksononomiczne, które lokują amerykańskiego lisa rudego (Vulpes fulves) jako gatunek odrębny od  lisa rudego z Eurazji i Afryki (Vulpes vulpes). Od lat 50 XX wieku przyjęte jest, że lis amerykański to jedynie podgatunek (Vulpes vulpes fulves), a tego podziału dokonano na podstawie wzoru uzębienia.

Rys. 2.Vulpes vulpes fulves czy już Vulpes fulves?  (Ben Sacks/UC Davis Photo)

Gatunek ten pojawił się na Bliskim Wschodzie, następnie skolonizował Afrykę i Eurazję po Syberię. Przez Cieśninę Beringa przedostał się do Ameryki Północnej, gdzie utworzył amerykańską populację. W zapisie genetycznym można znaleźć wyraźne ślady wpływu klimatu. Poszczególne populacje doświadczały okresów izolacji i ponownych połączeń, które są zależne od zasięgu lądolodu, fluktuacji temperatury i poziomu morza.  Jak zauważają autorzy, zrozumienie historii gatunku ukształtowanego przez te wydarzenia daje obraz, jak  inne gatunki mogą reagować na zmiany klimatyczne.

Opracowanie: Seweryn Frasiński

źródła:
news.ucdavis.edu
Range-wide multilocus phylogeography of the red fox reveals ancient continental divergence, minimal genomic exchange and distinct demographic histories; DOI 10.1111/mec.12898