Imperializm i biologia. Jak kolonizacja tworzyła nowe zwierzęta

Europejska kolonizacja nie tylko zmieniła granice państw i wpłynęła na kultury.  Transportując zwierzęta między kontynentami, ludzie uruchomili procesy krzyżowania, które do dziś wpływają na ewolucję wielu gatunków

W swej historii ludzie wielokrotnie przenosili rośliny i zwierzęta daleko poza ich naturalne zasięgi występowania. W efekcie przyspieszyli tempo hybrydyzacji między populacjami, które wcześniej pozostawały odizolowane przez tysiące, a nawet miliony lat. Hybrydy zwierzęce są wśród naukowców tematem kontrowersyjnym, ponieważ często wiążą się z problemami zdrowotnymi i obniżoną zdolnością do przetrwania. Nasze najnowsze badanie australijskich dingo, opublikowane w czasopiśmie PNAS, pokazuje jednak, że hybrydyzacja miejscowych zwierząt z introdukowanymi europejskimi psami mogła przynieść również korzyści ewolucyjne.

Nowe gatunki powstają zwykle wtedy, gdy część populacji zostaje odizolowana – często przez bariery fizyczne, takie jak góry czy oceany. Z czasem takie grupy gromadzą unikatowe mutacje genetyczne, z których część utrwala się na stałe. Jeśli izolacja trwa wystarczająco długo, różnice stają się na tyle duże, że populacje przestają być zdolne do krzyżowania.

Choć dingo wywodzą się od zwierząt udomowionych, około 3,5 tys. lat temu zostały odizolowane od innych psów i wyewoluowały w wolno żyjące drapieżniki. Część badaczy uważa, że ich charakterystyczny wygląd i zachowanie uzasadniają traktowanie dingo jako odrębnego gatunku. Inni argumentują jednak, że hybrydyzacja z psami domowymi, sprowadzanymi przez Europejczyków od końca XVIII w., zatarła tę granicę.

Ludzie przemieszczają zwierzęta od tysięcy lat. Gdy rolnicy z Bliskiego Wschodu zaczęli około 8,5 tys. lat temu rozprzestrzeniać się w Europie, towarzyszące im świnie domowe weszły w kontakt z europejskimi dzikami i zaczęły się z nimi krzyżować. W innych przypadkach – gdy brakowało blisko spokrewnionych populacji rodzimych, jak podczas importu egzotycznych zwierząt w okresie rzymskim – uciekinierzy tworzyli zdziczałe populacje. Dingo należą do tej drugiej kategorii.

Procesy przenoszenia gatunków i hybrydyzacji gwałtownie przyspieszyły w okresie kolonialnym, który gruntownie przekształcił lokalne ekosystemy. Potomstwo hybrydowe może tracić unikatowe cechy umożliwiające populacjom macierzystym funkcjonowanie w specyficznych siedliskach. Inne skutki tych procesów pozostają jednak niewidoczne i można je wykryć dopiero dzięki badaniom genetycznym. Na przykład w całej Azji różnorodność dzikich populacji kury bankiwa zanika wskutek krzyżowania z kurami domowymi. W obu Amerykach niemal wszystkie ślady rdzennych populacji psów zostały zatarte przez hybrydyzację z psami europejskimi.

Hybrydyzacja może jednak przynosić także korzyści. Przejęcie alleli – czyli różnych wersji genu – od innej populacji może zwiększać zdolność zwierząt do przetrwania w nowych warunkach środowiskowych lub poprawiać odporność na choroby. Przodkowie współczesnych populacji ludzkich na Wyżynie Tybetańskiej odziedziczyli na przykład allel genu EPAS1 od denisowian, co poprawiło ich zdolność do życia na dużych wysokościach.

Spór o dingo

Ponieważ dingo były odizolowane od innych populacji psów jedynie przez kilka tysięcy lat, nie jest zaskoczeniem, że łatwo się z nimi krzyżują. „Czystość” dingo stała się więc przedmiotem konfliktu między obrońcami przyrody, rolnikami i decydentami. Argument ten bywa wykorzystywany zarówno do uzasadniania polityk ochronnych, jak i do prześladowania tych zwierząt.

Część badań genetycznych sugerowała, że do hybrydyzacji dingo z psami nie doszło, inne wskazywały natomiast, że większość populacji ma pewien udział genów psów pochodzenia europejskiego. Podstawowym problemem tych analiz była konieczność porównania z „czystą” populacją referencyjną. Po stuleciach nakładania się zasięgów dingo i psów niemal niemożliwe było  ustalenie, czy współczesne osobniki nie mają mieszanego pochodzenia.

Aby obejść ten problem, w naszym badaniu zsekwencjonowaliśmy genomy dingo ze starożytnych kości wydobytych z jaskiń na Równinie Nullarbor w południowej Australii. Kluczowe było to, że pochodziły  od osobników żyjących i zmarłych przed przybyciem pierwszych kolonistów w 1788 r. Ustalenie przedkolonialnej bazy genetycznej pozwoliło nam precyzyjnie określić stopień domieszki europejskiego psa w dzisiejszych populacjach dingo w całej Australii.

Analiza wykazała, że większość dingo z północno-zachodniej Australii nie nosi wykrywalnych śladów pochodzenia od europejskich psów. Inaczej było na południowym wschodzie kontynentu, gdzie w niektórych populacjach niemal jedna czwarta genomu pochodziła od psów europejskich. Dalsze analizy pokazały, że europejskie „dziedzictwo” genetyczne występuje w postaci niewielkich fragmentów rozproszonych w genomie. Wskazuje to, że do krzyżowania doszło co najmniej dziesięć pokoleń wcześniej, czyli około 30 lat, temu.

Istotnym kontekstem tych procesów okazały się programy zwalczania introdukowanych ssaków w Australii i Nowej Zelandii z użyciem trucizn. Większość przypadków hybrydyzacji zbiegła się z rozpoczęciem w połowie XX w. zrzutów zatrutego mięsa, prowadzonych w celu drastycznego ograniczenia populacji dingo. Wnioski te są zbieżne z badaniami nad szkockimi kotami dzikimi, które pokazują, że lokalne populacje pozostawały odporne na krzyżowanie z inwazyjnymi kotami domowymi dopóty, dopóki ich liczebność nie spadła na tyle, by znalezienie odpowiedniego partnera stało się trudne.

Różnorodność kluczem do sukcesu

Na pierwszy rzut oka przepływ genów między dingo a europejskimi psami wydaje się zjawiskiem jednoznacznie negatywnym. Nasze badania sugerują jednak, że dingo mogły na nim skorzystać. Hybrydyzacja zwiększyła różnorodność genetyczną populacji z południowo-wschodniej Australii, co może ograniczać negatywne skutki chowu wsobnego.

Znaleźliśmy również dowody na to, że kilka alleli przekazanych dingo przez psy może zapewniać lepszą ochronę przed chorobami zakaźnymi, które pojawiły się na kontynencie wraz z europejskimi zwierzętami.

Choć dingo są gatunkiem introdukowanym, dziś są już dobrze przystosowane do zróżnicowanych ekosystemów Australii. Na podstawie naszych wyników sugerujemy, by zamiast koncentrować się na „czystości”, przyszłe działania ochronne skupiały się na utrzymaniu populacji wystarczająco licznych, by dobór naturalny mógł działać skutecznie, a dingo zachowały swoją rolę drapieżnika szczytowego.

Hybrydy stają się coraz powszechniejsze, ponieważ ludzie i ich zwierzęta domowe nadal wkraczają w dzikie siedliska – od szkockiego łososia po andyjskie alpaki. Nasze badanie sugeruje, że aby zrozumieć skutki tej hybrydyzacji – zarówno pozytywne, jak i negatywne – najpierw musimy spojrzeć w przeszłość.

Oryginalny tekst z serwisu The Conversation dostępny jest tutaj

• Nauki biologiczne i rolnicze
• Nauki humanistyczne i społeczne
• popularyzacja