RAPORT

DEBATA W PARLAMENCIE EUROPEJSKIM PO WYROKU TK

Jad napędza ewolucję

16 proc. rodzin owadów, to gatunki jadowite (fot. Shutterstock)
16 proc. rodzin owadów, to gatunki jadowite (fot. Shutterstock)

Dlaczego niektóre grupy organizmów „wypromieniowały” z siebie mnóstwo różnorodnych gatunków, a inne nie? Dlaczego ryby czy owady są tak szalenie bioróżnorodne, a ssaki niekoniecznie? Pytania takie mają znaczenie, bo bioróżnorodność to coś, co musimy chronić, aby tu przetrwać. Brytyjscy uczeni poszukują odpowiedzi w… jadach i truciznach.

Odkryto 200 tysięcy nieznanych gatunków. „Można nimi manipulować”

Odkryto prawie 200 tysięcy w większości wcześniej nieznanych gatunków wirusów, żyjących w wodach oceanicznych całego świata – poinformowali...

zobacz więcej

Najważniejszy wymagający dziś bezwzględnej ochrony element natury to bioróżnorodność. Oznacza ona, że w danym środowisku żyje w równowadze wiele gatunków. Niszczenie środowisk (np. lasów na Borneo) i zastępowanie ich monokulturą (np. palmy olejowej) powoduje zanik bioróżnorodności i wymieranie gatunków (np. orangutana). Rolnictwo nowoczesne, industrializacja, urbanizacja – wszystkie zmniejszają bioróżnorodność. Podobnie coraz większy na nią wpływ mają globalne zmiany klimatyczne.

Skąd się biorą gatunki? Z innych gatunków, a dokładniej najczęściej z konkretnej grypy odizolowanych geograficznie osobników jakiegoś gatunku. Gdy wspomnimy na trwającą 5 lat podróż Karola Darwina na okręcie Beagle, rozpoczętą w roku 1831, to najważniejsze jej odkrycie, o którym uczymy się w szkole, dotyczyło tzw. zięb Darwina. Potoczne nazywamy tak grupy gatunków ptaków śpiewających, które wywodzą się od wspólnego przodka przybyłego przed wiekami na Wyspy Galapagos, które na skutek tzw. radiacji adaptacyjnej przystosowały się do różnych nisz ekologicznych. Co widać, bo mają bardzo różne dzioby, przystosowane do różnych sposobów odżywiania się (owocojady, ziarnojady itd.). Można uznać zatem owe zięby Darwina (obecnie zaliczane jak jeden mąż do tanagrowatych Thraupidae), za klad. Czyli grupę organizmów mających wspólnego przodka, obejmującą wszystkie wywodzące się z niego grupy potomne.

Radiacja adaptacyjna to właśnie owo wspomniane na początku „wypromieniowywanie” gatunków w obrębie jakiejś grupy. Jakby eksplozja bioróżnorodności w jej obrębie. Uczeni próbują zrozumieć bioróżnorodność, bowiem… nie wiadomo, dlaczego niektóre grupy organizmów wręcz nią promieniują, dając początek wielu gatunkom, a inne nie. To od czasów Darwina jedno z najważniejszych pytań biologii ewolucyjnej. Na łamach najnowszego numeru czasopisma „BMC Ecology and Evolution” uczeni Kevin Arbuckle i Richard J. Harris ze Swansea University rozważają to zagadnienie biorąc pod lupę najbardziej „rozrodzone” i bioróżnorodne grupy tak kręgowców, jak i bezkręgowców.

Jak wyżywić Europę i pomóc przyrodzie? Naukowcy mają plan

Naukowcy z francuskiego Narodowego Centrum Badań Naukowych przedstawili pomysł na to, jak zapewnić dostateczną ilość żywności w Europie i zachować...

zobacz więcej

Możemy nie zdawać sobie z tego sprawy, ale najbardziej bioróżnorodną grupą kręgowców są ryby. W Polsce występuje wprawdzie tylko ok. 120 gatunków tych zwierząt, ale opisanych naukowo jest ich 32 tysiące – to ponad połowa wszystkich opisanych gatunków kręgowców. Co roku naukowcy opisują 100–150 nowych gatunków morskich i nieco więcej słodkowodnych. Szacuje się, że nie odkryto jeszcze co najmniej 5000 gatunków, głównie tropikalnych ryb głębinowych.

Co więcej, choć z pewnością nie uczono nas tego w szkole, ryby nie są już żadną gromadą kręgowców, tak jak są nią np. ssaki! Ponieważ każdy rybi klad obejmuje również czworonogi (Tetrapoda), które w sensie dosłownym nie są rybami. Z tego powodu tradycyjnie rozumiane ryby (Pisces) nie są już traktowane jako jednostka taksonomiczna i w tej grupie dopiero rozróżniamy gromady, a mianowicie śluzice (bez minogów, te są w gromadzie Petromyzontida), wymarłe cefalaspidokształtne, pancerne i fałdopłetwe, oraz jak najbardziej żyjące do dziś od bardzo zamierzchłuch czasów ryby chrzęstnoszkieletowe (np. rekiny) i kostnoszkieletowe. Do tej ostatniej grupy należy cała reszta, wraz z czworonogami. I kto by przypuszczał, że analizy DNA całych genomów istot żywych w ciągu kilku ostatnich lat tu nas zawiodą?!).

W świecie bezkręgowym prym w dywersyfikacji na gatunki wiodą oczywiście owady. To zresztą najliczniejsza pod względem liczby gatunków gromada zwierząt w ogóle. Udokumentowanych muzealnie jest ponad milion gatunków owadów. Różne źródła podają, iż od 5 do 30 mln gatunków insektów nie zostało jeszcze opisanych naukowo.

Co dziesiąta żyjąca dziś rodzina ryb oraz 16 proc. rodzin owadów, to gatunki jadowite, zatem Brytyjscy uczeni postanowili sprawdzić, czy ma to jakieś znaczenie dla zróżnicowania gatunkowego tych rodzin. W swojej publikacji zauważają oni, że: „Interakcje z naturalnymi wrogami są często ważne w dynamice dywersyfikacji, a kluczowe cechy, które pośredniczą w takich interakcjach, mogą odgrywać ważną rolę w wyjaśnianiu różnorodności organizmów. Jad jest jedną z takich cech, która jest misternie związana w antagonistycznej koewolucji”. To ostatnie zdanie oznacza, że miedzy organizmem jadowitym, a jego ofiarami lub między drapieżnikiem a jadowitą ofiarą toczy się niemiłosierny wyścig zbrojeń, a zatem i nieunikniona jest specjacja, czyli powstawanie nowych gatunków.

Potrzeba by 50 mln lat, żeby przywrócić bioróżnorodność ptaków

Potrzeba co najmniej 50 milionów lat ewolucji, by Nowa Zelandia odzyskała swe utracone od czasu kolonizacji wyspy unikalne gatunki ptaków –...

zobacz więcej

Misterna analiza zróżnicowania gatunkowego wykazała m.in., że rodziny jadowite mają dwukrotnie wyższe wskaźniki zróżnicowania niż rodziny niejadowite tak u owadów, jak i ryb. Praca uczonych brytyjskich dostarcza zatem dowodów, że „jad odegrał rolę w generowaniu niezwykłej różnorodności w największych radiacjach adaptacyjnych kręgowców i bezkręgowców”. Największa radiacja adaptacyjna gadów miała miejsce w mezozoiku, a większość z nich, zwłaszcza dinozaury, z jego końcem wymarła. Nie da się zatem z pewnością stwierdzić wpływu jadowitości na ich ówczesną bioróżnorodność. Żyjące dziś gady jednak są jadowite tak powszechnie, że aż przysłowiowo.

W wypowiedzi dla swojego uniwersytetu, związanej z publikacją wyników badań, uczeni zauważają, że czas pochodzenia jadowitych ryb sugeruje, co napędzało ewolucję ich jadu. W przeciwieństwie do owadów, których jad ewoluował dość równomiernie w ciągu swojej historii, jad ryb w większości pochodzi z późnej kredy lub eocenu.

Dr Arbuckle wyjaśnił: „Mozazaury — wodne behemoty — powstały i osiągnęły szczyt różnorodności w późnej kredzie, w czasie, gdy zanikają inne grupy wielkich drapieżników morskich. Podobnie, wieloryby (ssaki) powstały i osiągnęły szczyt różnorodności w eocenie, kiedy większość innych dużych drapieżników morskich wyginęła pod koniec kredy wraz z dinozaurami. Wczesne wieloryby, jak i mozazaury były aktywnymi drapieżnikami o podobnym stylu poruszania się. W rezultacie ostrożnie spekulujemy, że pojawianie się i radiacja jadowitych ryb były powiązane z podobną presją drapieżniczą wywieraną przez mozazaury w późnej kredzie i wczesne wieloryby w eocenie”.

Prezydent Duda w ONZ: Zachowanie bioróżnorodności jest warunkiem życia na Ziemi

Zachowanie bioróżnorodności jest warunkiem życia na Ziemi – powiedział na szczycie ONZ ws. różnorodności biologicznej prezydent Andrzej Duda....

zobacz więcej

Drzewo życia to dziwaczny twór. Przypomina mocno drzewa genealogiczne w tym, że niektóre gałęzie są rozrodzone i bujne, a inne maleńkie, choć trwałe. Widać także gałęzie wyschłe całkiem – wymarłe. Widać, że im dawniejsza gałąź, tym jej szanse na rozrodzenie się i bujność bywają większe, na wszystko bowiem w naturze potrzebny jest czas. Jednak to nie czas tu decyduje, która gałąź dominuje.

Czyżby decydowała jadowitość? W obrębie ryb i owadów – zdaje się, że i owszem. Jak przekonują autorzy tego ciekawego badania, „zrozumienie, dlaczego niektóre taksony mają szczególnie duże bogactwo gatunkowe, jest ważnym krokiem w odkrywaniu podstawowych wzorców i procesów rządzących pochodzeniem i utrzymaniem bioróżnorodności.”

W pewnym momencie swoistą radiację adaptacyjną przeżyły i ssaki naczelne i dzięki niej powstaliśmy także oraz odnieśliśmy niebywały ewolucyjny sukces my – ludzie współcześni.

Zobacz także: Pobierz aplikację mobilną i oglądaj TVP INFO na żywo

Nie jesteśmy jednak tak dosłownie jadowici (jadowitość werbalna się w tym wypadku nie liczy), a nauka zna tylko jedną jadowitą małpę, czyli Nycticebusa z Borneo. Osobniki te, gryząc wprowadzają do organizmu ofiary – drapieżnika chcącego zaatakować jej młode – toksynę, której źródłem są gruczoły w okolicach łokci; małpa liże je, mieszając truciznę ze śliną. Jadowitość zatem nie udzieli wszystkich odpowiedzi na pytania o bioróżnorodność zwierząt, ale istotności nie da się jej odmówić.

Twoje INFO - kontakt z TVP INFO

Aplikacja mobilna TVP INFO na urządzenia mobilne Aplikacja mobilna TVP INFO na urządzenia mobilne
źródło:
Zobacz więcej