Cunami, ki je leta 2011 opustošil severovzhodno Japonsko, je v novonastalih sladkovodnih habitatih združil dve dotlej ločeni vrsti rib. Začele so se križati, vendar je devetletno spremljanje pokazalo presenetljiv razvoj: večina genov morske vrste je iz populacije izginila že v približno desetih generacijah.
Veliki vzhodnojaponski potres je marca 2011 sprožil cunami, ki je na območju mesta Ocuči v prefekturi Ivate presegel deset metrov. Val in umikanje vode sta močno preoblikovala obalo ter v središču mesta ustvarila nove sladkovodne mlake.
Cunami je v eno takšnih mlak odnesel morsko vrsto zeta Gasterosteus nipponicus, povratni tok pa je iz zgornjih delov vodotokov prinesel sladkovodno populacijo zeta Gasterosteus aculeatus. Sorodni, a ločeni vrsti sta se tako znašli v istem okolju in se začeli križati.
Raziskovalci japonskega Nacionalnega inštituta za genetiko ter več univerz so populacijo spremljali devet let. Rezultate so objavili v reviji Nature Ecology & Evolution, podrobnosti pa je predstavil tudi japonski Nacionalni inštitut za genetiko.
Leta 2012 je bilo križancev 38 odstotkov
V prvem letu po katastrofi je bilo med analiziranimi ribami 38 odstotkov križancev. Njihov genom je vseboval različne dele dednega zapisa obeh vrst.
Toda delež genov morske vrste G. nipponicus se je v naslednjih letih hitro zmanjševal. Do leta 2020 je bila populacija po genski sestavi že skoraj povsem podobna sladkovodni vrsti G. aculeatus.
Ker se te ribe razmnožujejo približno enkrat na leto, je večina tujega dednega materiala iz populacije izginila v vsega desetih generacijah.
“Najprej nas je presenetilo, kako hitro so izginili deli genoma, povezani z najpomembnejšimi razmnoževalnimi ovirami. Drugo presenečenje pa je bilo, da je večina tujega genoma izginjala tudi v naslednjih generacijah,” sta pojasnila raziskovalca Takuya Hosoki in Jun Kitano.
Naravna selekcija je obnovila mejo med vrstama
Posebej hitro so izginjali deli genoma, povezani s prilagoditvijo na sladko vodo, selitvijo v morje, izbiro partnerja in neplodnostjo samcev križancev. Ti geni neposredno vplivajo na to, ali lahko križanci v določenem okolju preživijo in se uspešno razmnožujejo.
Vendar nekaj močnejših genetskih ovir ni zadostovalo za pojasnitev vseh sprememb. Računalniške simulacije so pokazale, da so k izločanju tujega dednega materiala verjetno prispevale tudi številne manjše genetske nezdružljivosti, razporejene po celotnem genomu.
Posamezna razlika je imela le majhen učinek, skupaj pa so povzročile, da so se geni morske vrste iz populacije hitro izgubljali. Vrsti sta se torej lahko križali, vendar njuni geni v novih kombinacijah niso bili enako uspešni.
Redek pogled na evolucijo med samim dogajanjem
Študija je ena redkih, pri katerih so raziskovalci naravno populacijo spremljali skoraj od trenutka, ko se je začelo medvrstno križanje. Namesto sklepanja na podlagi končnega rezultata so lahko iz leta v leto opazovali, kako se spreminja genska sestava populacije.
Ugotovitve kažejo, da lahko meje med sorodnimi vrstami preživijo tudi ob obsežnem križanju. Nekaj močnih reproduktivnih ovir in veliko šibkejših genetskih nezdružljivosti lahko tuje gene odstranijo že v razmeroma kratkem evolucijskem obdobju.
O tem, kako občutljive so ribe na spremembe v okolju, smo pisali tudi v prispevku o raziskavi, ki je pokazala, da jim lahko hrup čolnov škoduje še dolgo po ugasnitvi motorjev. Japonski primer pa kaže še drugo plat: nenadna katastrofa lahko vrste združi, naravna selekcija pa začne njihove meje znova vzpostavljati skoraj takoj.
