Lisi genom: naukowcy odczytują ewolucyjną historię gatunku

W ciągu ostatnich 30 lat badania filogeograficzne pozwoliły poznać wpływ przeszłych czynników klimatycznych i geograficznych na kształtowanie struktur genetycznych i różnorodności wielu gatunków zwierząt. Lis rudy (Vulpes vulpes) jako gatunek pospolity nie był dotychczas objęty tak szeroko zakrojonymi badaniami genetycznymi z wykorzystaniem danych genomowych – zauważają naukowcy z Instytutu Biologii Ssaków PAN w Białowieży w informacji przesłanej PAP.

Dokładniejsze zbadanie zmienności genetycznej

Autorzy badań zauważają, że stosowane wcześniej w badaniach filogeografii ssaków tradycyjne markery genetyczne (mitochondrialny DNA i mikrosatelity) nie zawsze dawały jednoznaczne wyniki, gdyż mogły być mało zmienne i analizowano zwykle stosunkowo niewielkie liczby tych markerów. Z takim problemem spotykano się szczególnie w przypadku ssaków drapieżnych (np. kuna leśna, wydra, borsuk, lis), u których nie stwierdzano wyraźnego zróżnicowania genetycznego pomiędzy populacjami, co utrudniało poznanie wzorców kolonizacji obszaru Europy po ostatnim zlodowaceniu.

Aby uniknąć podobnych problemów, w badaniach nad lisem naukowcy wykorzystali liczne w całym genomie markery SNP (polimorfizmu pojedynczych nukleotydów), które umożliwiły dokładniejsze zbadanie zmienności genetycznej i zależności pomiędzy współczesnymi populacjami lisa w Eurazji.

W badaniach brali udział naukowcy z 14 krajów Europy i z USA. Polskę reprezentował zespół z IBS PAN w Białowieży. Wyniki przedstawiono na łamach pisma “Molecular Ecology”.

15 tysięcy markerów SNP pod lupą

Naukowcy analizowali ponad 15 tysięcy markerów SNP w genomach 524 lisów – osobników żyjących od Portugali i Irlandii po wschodniosyberyjską Jakucję. “To pozwoliło określić znaczenie refugiów glacjalnych w obecnym rozmieszczeniu linii filogeograficznych lisa. Refugia te, rozmieszczone na południu Europy (Półwysep Iberyjski, Półwysep Apeniński, Bałkany) oraz tak zwane refugia północne (np. Karpaty) dały schronienie wielu gatunkom zwierząt w epoce lodowcowej, gdy północną część naszego kontynentu pokrywał lodowiec” – relacjonują badacze z IBS PAN.

Udokumentowali oni występowanie siedmiu grup genetycznych lisa na obszarze Europy, pomiędzy którymi w różnym stopniu dochodzi do przepływu genów. Stosując nowoczesne narzędzia statystyczne przetestowali też wiele scenariuszy polodowcowej kolonizacji różnych części kontynentu przez lisa, które nie zostały wyjaśnione w poprzednich badaniach. To pozwoliło m.in. zidentyfikować rolę mieszania się populacji lisów z różnych linii ewolucyjnych w Skandynawii po ustąpieniu lodowca ok. 11 tys. lat temu.

Kiedy lód wycofał się z północnej Skandynawii, brak barier geograficznych na wschodzie pozwolił lisom przedostać się tam z tego kierunku oraz z terenów dzisiejszej Europy środkowej, a nie jak dotychczas sądzono wyłącznie z południowych refugiów. Badania te pokazały także istotny udział dawnych połączeń lądowych z kontynentem w kolonizacji Wysp Brytyjskich i Irlandii. Dzięki temu, kolonizacja Irlandii w sposób naturalny, przez lądowe połączenia istniejące w czasie epoki lodowcowej, została uznana za bardziej prawdopodobną niż introdukcja lisów przez człowieka w starożytności, jak wcześniej proponowano. Wskazuje to, że lis mógł przybyć na tę wyspę już ok. 15 tys. lat temu. Wykorzystanie danych z całego genomu lisa pozwoliło lepiej poznać polodowcowe wzorce kolonizacji lisa w Eurazji, czego nie można było dokonać przy bardziej ograniczonych zestawach markerów genetycznych. Badania te mogą stanowić podstawę do badań filogeograficznych nowej generacji dla innych gatunkach ssaków.

Nauka w Polsce – PAP