Znajdź zawartość

Wielka wojna, w wyniku której giną niemal wszystkie samce... brzmi znajomo? Z pewnością - chyba każdy oglądał przecież "Seksmisję" Juliusza Machulskiego. Natura pisze jednak równie interesujące scenariusze. Jedną z takich historii opisują brytyjscy naukowcy. Badacze, kierowani przez Emily Hornett z University of Liverpool, poddali analizie muzealne okazy tropikalnych motyli Hypolimnas bolina. Celem badań było ustalenie zmian w strukturze populacji tego gatunku pod wpływem epidemii zakażenia bakteriami z rodzaju Wolbachia, do której doszło pod koniec XIX wieku na Wyspach Fidżi. Z przeprowadzonych testów genetycznych wynika, że pasożytniczej bakterii wystarczyło zaledwie 9 lat (od roku 1886 do 1894), by odsetek samców w populacji badanego gatunku zmienił się od wartości 1:2 do... 1:10. Na podstawie analizy pokrewieństwa poszczególnych okazów ustalono też, że badane motyle należały do pięciu odrębnych populacji, zaś jedna z nich pozostała niemal całkowicie oporna na zmiany własnej struktury. Badania przeprowadzone w ostatnich latach w związku z bardziej aktualną epidemią wyjaśniły możliwe przyczyny tego zjawiska. Ponieważ ewolucja wyraźnie dąży do osiągnięcia stanu równowagi, krótko po ustąpieniu zakażenia liczebność samców zaczęła wracać do normy. W przypadku jednej z populacji doszło nawet do tymczasowego "zawyżenia" liczby samców - przez pewien czas stanowiły one aż 50% osobników swojej grupy. Przeprowadzone badania są cennym źródłem wiedzy dla ekspertów zajmujących się biologią populacji. Dzięki testowi opracowanemu przez naukowców z Liverpoolu można łatwo i z dużą wydajnością analizować genomy całych populacji na podstawie materiałów muzealnych oraz ustalać różnego rodzaju zależności pomiędzy osobnikami. Tropienie zdarzeń z historii ewolucji może więc stać się prostsze niż kiedykolwiek wcześniej.

Naukowcy poinformowali, że udało im się zaobserwować jedną z najszybszych przemian ewolucyjnych, jakie kiedykolwiek miały miejsce. Dzięki niej tropikalne motyle Hypolimnas bolina uniknęły całkowitego wytępienia przez pasożytnicze bakterie. Sześć lat temu liczebność samców motyli zamieszkujących samoańskie wyspy Savaii i Upolu drastycznie spadła. Stanowiły one tylko 1% wszystkich osobników. Entomologów zaniepokoiła ta nierównowaga płci. Jednak do zeszłego roku, czyli w 5 lat, samcom udało się zwiększyć liczebność swoich szeregów i teraz stanowią one ok. 40% populacji. Naukowcy uważają, że osiągnęły to dzięki genom supresorowym, które kontrolują bakterie, a konkretnie α-proteobakterie, Wolbachia. Mikroorganizmy te są przekazywane przez matkę i do tej pory zabijały potomstwo płci męskiej jeszcze przed wylęgiem. Wolbachia zostały po raz pierwszy opisane w 1924 roku przez Hartiga i Wolbacha. Wtedy uznano je za riteksje (pałeczki). Bakterie, które należą do tego rodzaju, są naprawdę małe: mają od 0,5 do 1,5 mikrometra (μm). Odznaczają się owalnym, nieco wydłużonym kształtem. Żyją w cytoplazmie swoich gospodarzy i nie udało się ich wyhodować na pożywkach. Wolbachia wywołują tzw. plazmatyczną niezgodność. Doprowadza to do zaburzeń procesu kariogamii (zlewania się haploidalnych jąder komórek rozrodczych w diploidalne jądro zygoty) i zahamowania rozwoju tylko samców motyli. Podwyższoną śmiertelność samców rekompensuje podwyższona płodność samic, które zaczynają się rozmnażać na drodze dzieworództwa. System obrony przed bakteriami przyjmuje różną postać. Może on nie dopuszczać do śmierci samców na wczesnym etapie życia embrionalnego albo zwiększać liczbę genów odpowiedzialnych za determinację płci, przez co Wolbachia mają problem ze stwierdzeniem, czy mają do czynienia z samcem, czy z samicą. Wg naukowców z Uniwersyteckiego College'u Londyńskiego, w kategoriach ewolucyjnych zmiana dokonała się właściwie w mgnieniu oka (Science). Zespół Sylvaina Charlata i Gregory'ego Hursta przeprowadzał pierwsze badania w 2001 roku. Anglicy wybrali się ponownie na Samoa w zeszłym roku, kiedy pojawiły się doniesienia o zwiększeniu populacji samców na Upolu. Odkryli wtedy, że liczba samców wyrównała się lub zbliżyła do liczebności samic. Entomolodzy nie wiedzą, czy gen odporności na działanie pasożytniczych bakterii pojawił się w wyniku mutacji, czy w wyniku krzyżowania się z motylami z Azji Południowowschodniej, które już wcześniej wykształciły taką cechę. Tak czy inaczej: to przykład błyskawicznego doboru naturalnego lepiej przystosowanych osobników.