Badanie mikroewolucji rekina ostronosego
Znany z akrobatycznych zdolności łowieckich rekin ostronosy (Isurus oxyrinchus) rozwija prędkość nawet 74 km na godzinę. Ten niezwykle uzdolniony pływak jest jednak zagrożony wyginięciem i obecnie znajduje się na czerwonej liście gatunków zagrożonych wyginięciem Międzynarodowej Unii Ochrony Przyrody oraz jest wymieniony w załączniku II konwencji CITES. „Rekiny łatwo padają ofiarą połowów oraz są narażone na skutki zmiany klimatu. Zwłaszcza rekiny ostronose są poławiane komercyjnie na całym obszarze występowania, a w niektórych przypadkach ich populacja wydaje się znajdować pod poważną presją”, tłumaczy Romina Henriques, stypendystka programu działań „Maria Skłodowska-Curie” (MSCA). Zmniejszenie liczebności populacji może mieć wpływ na poziom różnorodności genetycznej, a tym samym w perspektywie długoterminowej na potencjał ewolucyjny gatunku. „Jeśli chodzi o rekina ostronosego, niewiele wiadomo o jego historii genetycznej i skutkach ekologicznych dla jego populacji. Podjęliśmy się realizacji projektu DiMaS, wspartego przez działanie "Maria Skłodowska-Curie", aby zrozumieć długoterminowe zmiany w historii populacji tego gatunku”, mówi Einar Eg Nielsen, profesor z Duńskiego Uniwersytetu Technicznego.
Poznać przeszłość na podstawie przeszłości
Aby tego dokonać, zespół DiMaS zastosował podejście bazujące na retrospektywnych badaniach genomu. Zespół wykorzystał historyczne i współczesne fragmenty szczęk, kręgów i tkanek, aby zbadać zmiany dotyczące utrzymywania kontaktów między populacjami, różnorodności genetycznej i wielkości populacji na przestrzeni ostatnich 200 lat. „Aby dokładnie poznać wpływ zewnętrznych presji, takich jak połowy, na historię ewolucji rekina ostronosego, potrzebne są próbki pochodzące sprzed okresu wzmożonej eksploatacji gatunku”, dodaje Henriques. Najstarsza próbka pozyskana przez zespół pochodziła z 1790, a najnowsza z 2018 roku. Badacze zastosowali metodę sekwencjonowania celowanego, aby zminimalizować ewentualne zanieczyszczenie DNA materiałem innego pochodzenia. Następnie przygotowali panel markerów molekularnych specyficznych dla lamnokształtnych (żarłacza białego, rekina ostronosego i rekina piaskowego), aby ocenić współczesną strukturę populacji, a także historyczne zmiany dotyczące wzorców kontaktów, poziomów różnorodności genetycznej i efektywnych wielkości populacji. „Mieliśmy do dyspozycji próbki z najważniejszych regionów występowania rekinów, w tym z północno-zachodniego i północno-wschodniego Atlantyku, Morza Śródziemnego, południowo-zachodniego i południowo-wschodniego Atlantyku, południowo-zachodniego i południowo-wschodniego Oceanu Indyjskiego oraz południowo-zachodniego i północno-wschodniego Pacyfiku”, mówi Henriques.
Kluczowe wnioski
„Co ciekawe, wyniki naszych badań wskazują na zmiany w historycznych kontaktach między populacjami rekina ostronosego. Stopień przepływu genów między poszczególnymi regionami zmieniał się na przestrzeni czasu”, tłumaczy Henriques. Wyniki sugerują również, że gatunek ten, wcześniej uważany za składający się z jednej populacji, może obejmować odrębne jednostki populacyjne żyjące w poszczególnych akwenach. Kontakty między nimi pozostają jednak intensywne. Jeden z najważniejszych aspektów projektu DiMaS dotyczył oceny tego, czy odnotowanym spadkom liczebności populacji rekina ostronosego towarzyszyły spadki różnorodności genetycznej. „Otrzymane dane tego nie potwierdzają. Co prawda daje to powody do ostrożnego optymizmu, jednak może to również wynikać z faktu, że rekin ostronosy żyje stosunkowo długo, a zatem presja wywierana na populację nie zdążyła jeszcze doprowadzić do spadku różnorodności genetycznej”, mówi Henriques. Wyniki badań nad kontaktami między populacjami mogą pomóc w opracowaniu polityk zrównoważonego zarządzania rybołówstwem w odniesieniu do rekina ostronosego, ponieważ mają one zazwyczaj specyfikę geograficzną. „Moim zdaniem będzie to jeden z najważniejszych rezultatów projektu DiMaS. Teraz planujemy zakończenie analiz danych, aby statystycznie ocenić zmiany dotyczące kontaktów między populacjami na przestrzeni czasu”, dodaje na koniec Henriques.
Słowa kluczowe
DiMaS, rekin ostronosy, różnorodność genetyczna, kontakty między populacjami, historia populacji, podejście bazujące na retrospektywnych badaniach genomu, historia ewolucji
