Rostlinná odpověď na Darwinovy pěnkavy: Galapážské sedmikrásky ukazují evoluci v reálném čase

Nová studie odhaluje, jak se na Galapážských ostrovech vyvinuly rozmanité tvary listů u pozoruhodné skupiny rostlin Scalesia, známých také jako galapážské obří sedmikrásky.

Nová studie odhaluje, jak se na Galapážských ostrovech vyvinuly rozmanité tvary listů u pozoruhodné skupiny rostlin Scalesia, známých také jako galapážské obří sedmikrásky. Výzkum, který provedl velký mezinárodní tým vědců, nabízí jedinečný vhled do evoluce na genetické úrovni a byl nedávno publikován v časopise Nature Communications.

Galapážské ostrovy mají ikonické místo v historii evoluční biologie. Když zde Charles Darwin v roce 1835 přistál během své plavby na lodi HMS Beagle, sbíral ptáky, které později přivezl do Anglie. Darwin se domníval, že shromáždil vrabce, datly, pěnkavy a jednoho sýkorku. Brzy však zjistil, že všechny byly ve skutečnosti blízce příbuzné pěnkavy, jejichž odlišný vzhled byl výsledkem zobáků přizpůsobených různé stravě. Tyto pěnkavy se staly klíčovým argumentem pro Darwinovu teorii evoluce přirozeným výběrem – že se druhy mohou měnit způsoby, které jsou formovány prostředím, v němž žijí.

Rod Scalesia je evolučně mladý; všechny dnes žijící druhy se objevily během posledního milionu let. Přesto se dokázaly přizpůsobit široké škále prostředí napříč ostrovy – od hustých, vlhkých horských lesů po suché, otevřené nížiny. Vzhled různých druhů se dramaticky liší, od nízkých keřů po vysoké stromy. Nejnápadnější jsou listy, které se pohybují od velkých a celokrajných po malé a hluboce laločnaté. Laločnaté listy, s jejich někdy složitými a zubatými okraji, pomáhají rostlinám přežít v horkém a suchém prostředí tím, že snižují ztrátu vody a odvádějí teplo. Až dosud však vědci nechápali, jak se tato důležitá adaptace vyvinula na genetické úrovni.

Analýzou kompletních genomů všech známých druhů Scalesia vědci zjistili, že laločnaté listy se vyvinuly několikrát, pokaždé v různých částech rodokmenu Scalesia. Ještě překvapivější bylo, že pokaždé, když se tento rys vyvinul, stalo se tak prostřednictvím různých genů, ačkoli všechny patří do stejného biologického systému kontrolujícího vývoj listů. To poskytuje jasný příklad paralelní evoluce: příroda dospěla ke stejnému řešení vícekrát, ale různými genetickými cestami. Namísto toho, aby byla řízena jediným „hlavním genem“, evoluce zřejmě čerpá z celé sítě interagujících genů, přičemž upravuje různé složky k dosažení podobných výsledků. To dává vědcům důležitý vhled do toho, jak se složité rysy mohou v přírodě znovu a znovu objevovat.

Kromě odhalení, jak se tyto rostliny vyvinuly, vědci zjistili, že evoluce stále probíhá. Populace v rámci stejného druhu vykazují velké genetické rozdíly a byly od sebe izolovány po dlouhou dobu. To znamená, že se mohou tvořit nové druhy. Mnoho populací Scalesia může představovat odlišné evoluční linie, které dosud nebyly formálně popsány. Vědci proto tvrdí, že každá izolovaná populace by měla být považována za samostatnou ochranářskou jednotku – posun, který by mohl ovlivnit, jak bude v budoucnu chráněna jedinečná příroda Galapág. Studie také nabízí vzácný a podrobný pohled na proces, kterým se jeden druh rychle diverzifikuje do mnoha různých forem.