Słowa kluczowe: genetyka, mutacja, adaptacja, ryjówka aksamitna Sorex araneus Linnaeus
Genetyczne podłoże zmian ewolucyjnych na przykładzie ryjówki aksamitnej
Marek Bartoszewicz
15.VIII.2003
Z chwilą, gdy ludzie uświadomili sobie fakt powstawania nowych gatunków (specjacji), zaczęli również zastanawiać się nad możliwym przebiegiem tego procesu. Powstały różne koncepcje (takie jak specjacja allopatryczna, sympatryczna czy parapatryczna), które obecnie są mniej lub bardziej aktualne. Pewne światło na to, jak powstają nowe rasy czy nowe gatunki 1 może rzucić zjawisko powstawania wtórnych stref kontaktu.
Czym jest taka strefa? Jest to obszar, w którym spotykają się pokrewne formy, które współwystępowały ze sobą, lecz z jakiegoś powodu (np. powstania bariery geograficznej) na pewien czas zostały rozdzielone (izolowane) od siebie. Następnie jednak znów wchodzą ze sobą w kontakt na określonym obszarze - zwanym właśnie wtórną strefą kontaktu.
Postaram się to wyjaśnić na przykładzie. W Polsce żyje pewien niewielki ssak owadożerny - ryjówka aksamitna Sorex araneus Linnaeus, 1758 (Fot. 1). Spotkać ją możemy w niemal całym kraju, z wyjątkiem obszarów górskich oraz takich, gdzie środowisko wyraźnie nie sprzyja występowaniu tego zwierzęcia (np. zbyt suche lub intensywnie zalewane obszary itp.). Co więcej, ryjówka ta występuje w większej części Europy, od Wielkiej Brytanii i zachodniej Europy aż po Syberię i Daleki Wschód. W Europie brak jej jedynie na Półwyspie Pirenejskim oraz częściowo na Półwyspie Pirenejskim oraz w najbardziej wysuniętych na północ regionach Skandynawii.
Obszar Polski doświadczył w swojej historii niejednego zlodowacenia. Dla ewolucji ryjówek najważniejsze były szczególnie te zlodowacenia plejstoceńskie, które sięgały możliwie daleko na południe. Nasuwający się z północy lądolód nieuchronnie spychał bowiem wszelkie organizmy na południe kontynentu. Niszczył pokrywę roślinną, zdzierał i dewastował glebę powodując zupełne wyjałowienie obszarów dotkniętych zlodowaceniem.
W takich, skrajnie niesprzyjających warunkach - bez szans na założenie gniazda czy nawet wyżywienie się - ryjówki nie mogły występować. Ich zasięg zaczął się stopniowo zmniejszać w miarę rozrostu lądolodu. Ostatecznie przedstawiciele Sorex araneus utrzymali się na niewielkich obszarach na południu Europy określanych jako refugia, czyli ostoje, gdzie warunki pozwalały na przeżycie i rozmnażanie się, miejsca, gdzie nie dotarł ze swoją niszczycielską siłą lodowiec.
Takie refugia były od siebie geograficznie odizolowane na tyle, że zwierzęta praktycznie nie miały szans na przemieszczanie się między nimi (oczywiście ważna jest tu biologia gatunku, jego mobilność i wymagania). Na północy bowiem utrzymywał się lądolód, a ze wschodu i zachodu piętrzyły się Karpaty.
Opisane zdarzenia to tło ewolucji chromosomowej u Sorex araneus. Przez długi czas zwierzęta żyły w swoich "oazach spokoju", tworząc w ten sposób izolowane geograficznie populacje. Każda z nich gromadziła pewną zmienność genetyczną (pod postacią charakterystycznych zmian układu chromosomów) nie wymieniając jej z oczywistych względów z populacjami z innych refugiów.
Naturalną cechą u ryjówek, rozpoznaną dość szybko po opracowaniu metod wykonywania preparatów chromosomowych, jest zmienność liczby i kształtu chromosomów w obrębie gatunku. Wynika to z polimorfizmu Robertsona (por. przypis 6) i zjawiska fuzji centrycznych. Zjawisko to jest stosunkowo dokładnie opisane w literaturze (choćby w tak "żelaznej" pozycji biblioteczki ewolucyjnej jak Zarys mechanizmów ewolucji pod redakcją H. Krzanowskiej i A. Łomnickiego ). Ważne, że w wyniku wspomnianych procesów powstają osobniki, które charakteryzują się innym układem chromosomów niż osobniki rodzicielskie (np. w wyniku fuzji centrycznej z dwóch chromosomów akrocentrycznych niehomologicznych powstaje jeden chromosom metacentryczny zawierający w sobie ramiona obu akrocentryków).
1 Pod pojęciem gatunku rozumiem określoną grupę osobników krzyżujących się swobodnie w obrębie tej grupy, a nie krzyżujących się w naturze z osobnikami innych grup.
|