Podľa zistení vedcov treba pri aplikovaní evolučnej teórie prihliadať na lokálne špecifiká oblastí, kde vývoj prebieha.
Veverica kapská (Xerus inauris) má veľa blízkych príbuzných druhov, kým vtákopysk je stará a izolovaná evolučná línia. Zdroj: Wikimedia Commons
Vedci a vedkyne z Centra pre teoretické štúdiá Karlovej univerzity a českej Akadémie vied použili matematické moduly evolúcie na potvrdenie Darwinových predpokladov, že veľká miera rozrôzňovania živočíšnych druhov súvisí s veľkosťou územia, na ktorom sa zmeny odohrávajú. Zároveň ale objavili mimoriadne oblasti a skupiny živočíchov, ktorým k rýchlemu rozrôzneniu druhov paradoxne stačí veľmi malý areál. Výsledky ich objavu teraz vyšli v prestížnom odbornom časopise Nature Communications.
Darwinova teória
„Problém tejto Darwinovej hypotézy spočíva v tom, že je ťažké ju otestovať. Keď sa pozrieme na fylogenetické stromy vyjadrujúce príbuznosť druhov, často zistíme, že druhy s malými areálmi majú rad blízkych príbuzných, čo by nasvedčovalo tomu, že, naopak, tieto druhy diverzifikujú rýchlejšie. Nemusí to však byť vždy pravda. V skutočnosti môže ísť o druhy, ktorých predkovia mali väčšie areály, ktoré sa rozpadli, a tak vznikol rad druhov s malými areálmi. Malé oblasti výskytu teda môžu mať buď vyššiu schopnosť vytvárať nové druhy, alebo, naopak, môžu byť výsledkom predchádzajúceho rozrôzňovania druhov s väčšími areálmi, o ktorých nám priama informácia chýba. Aby sme zistili, či sa druhy s väčšími areálmi rozrôzňujú rýchlejšie alebo pomalšie, potrebujeme teda inú metódu, ako je priama analýza príbuzností,“ uviedol Jan Smyčka z Centra pre teoretické štúdiá Karlovej univerzity a českej Akadémie vied.
Matematické modely evolúcie
Jan Smyčka sa spolu s Annou Tószögyovou a Davidom Storchom z Centra pre teoretické štúdiá rozhodli preskúmať otázku rozrôzňovania pomocou takzvaných SSE modelov (State-dependent Speciation-Extinction models). Ide o matematické modely evolúcie, kde jednotlivé evolučné línie môžu prechádzať rozmanitými stavmi (zodpovedajúcim napríklad rozlične veľkým areálom) s rôznou pravdepodobnosťou a diverzifikovať rozlične rýchlo podľa toho, aká je hodnota daného stavu. Porovnaním s reálnymi dátami, teda s tvarom fylogenetického stromu a informáciami o veľkosti areálu rozšírenia jednotlivých druhov (čiže koncových bodov stromu), je potom možné spočítať, aké parametre evolučného procesu majú najväčšiu pravdepodobnosť. Napríklad ako často vzniknú z druhu s veľkým areálom druhy s malými areálmi a či je bežnejšie, že sa rozrôzni druh s veľkým areálom alebo s menším.
Štúdium výnimiek
Keď autori aplikovali tieto modely na dáta o fylogenéze a veľkosti areálov všetkých cicavcov, ukázalo sa, že druhy s veľkými areálmi, ako predpovedal Darwin, diverzifikujú naozaj v priemere rýchlejšie. Zároveň druhy s veľkými areálmi typicky speciujú tak, že minimálne jeden z dcériných druhov má malý areál. To ale neplatí pre všetky rady cicavcov – napríklad v prípade kopytníkov alebo netopierov je vzťah obrátený a druhy s malým areálom často diverzifikujú rýchlejšie. Podrobné štúdium týchto výnimiek ukázalo, že prakticky vždy ide o situáciu, keď určitá línia osídlila izolovanú oblasť s množstvom vnútorných geografických bariér, konkrétne skupinu ostrovov alebo hory. Vďaka veľkému množstvu geografických bariér v týchto oblastiach rýchlo vznikajú nové druhy, ktoré majú ale z rovnakého dôvodu malé areály rozšírenia.
Špecifiká oblastí ovplyvňujú evolúciu
Uvedené zistenia majú zaujímavé dôsledky. Znamená to, že pôvodná Darwinova myšlienka bola síce v princípe správna a druhy s veľkými areálmi celkovo diverzifikujú rýchlejšie, ale konkrétne geografické podmienky s tým môžu poriadne „zamiešať”. Druhy s veľkým areálom majú väčší evolučný potenciál a oplatí sa ich z tohto dôvodu chrániť, no jednako geografické podmienky a prostredie s mnohými bariérami, ako sú súostrovia alebo hory, predstavujú kolísku vzniku nových druhov, a zasluhujú si tak osobitnú pozornosť. Všeobecnú ekologickú a evolučnú teóriu možno teda aplikovať len obmedzene a treba pri nej prihliadať na lokálne špecifiká oblastí, kde vývoj prebieha.
Zdroj: TS CUNI
(zh)
