Beszamel i spółka bez ograniczeń: Jak wyspa Mindoro i filipinomyszy ( Apomys ) zmieniają to, co wiemy o ewolucji.

- Naukowcy zidentyfikowali najmniejszą znaną wyspę, na której wiele gatunków ssaków wyewoluowało z jednego gatunku założycielskiego. Filipińska wyspa Mindoro ma wielkość Parku Narodowego Yellowstone i jest gospodarzem czterech gatunków filipinomyszy.
- Analiza genetyczna wskazuje, że wszyscy członkowie tych czterech gatunków wywodzą się z zaledwie kilku osobników, które dopłynęły do Mindoro z sąsiedniej wyspy miliony lat temu.
- Trzy gatunki są endemiczne dla Mindoro i naukowcy uważają, że wyewoluowały w różnych górach. Wyniki badania podkreślają kluczową rolę, jaką góry mogą odgrywać w specjacji, i dostarczają dowodów na to, że ewolucja może wystąpić nawet na niewielkich obszarach.
- Naukowcy twierdzą, że podkreśla to znaczenie obszarów chronionych nie tylko dla zachowania gatunków, ale także dla rozwoju gatunków. Widoczny sukces tak niewielkiej populacji założycieli może również dawać nadzieję dla gatunków będących nad przepaścią.

Apomys abrae

Ewolucja zajmuje czas i przestrzeń. Musi upłynąć wystarczająco dużo czasu, aby różnice genetyczne pojawiły się w populacji zwierząt i odróżnić je od ich przodków. Potrzebna jest dostateczna ilość miejsca, aby powstrzymać krzyżowanie między populacjami przed wyeliminowaniem tych różnic.
Ale ile miejsca potrzeba, by gatunki mogły się zdywersyfikować? Naukowcy zastanawiają się nad tym zagadnieniem od dziesięcioleci i to właśnie ta stała się coraz ważniejsza, ponieważ utrata siedlisk spowodowana przez człowieka ogranicza zasięg dzikiej przyrody.
W swoich poszukiwaniach rozwiązania tej tajemnicy zespół naukowców z instytucji w USA badał świat na najmniejszej wyspie, która obsługuje wiele linii ssaków wyewoluowanych ze wspólnego przodka. A w nowym badaniu opublikowanym niedawno w czasopiśmie Journal of Biogeography, opisują takie miejsce - wyspę na Filipinach z unikalnym zestawem myszy żywiących się robakami.

Apomys sp. z wyspy Mindoro

Na obszarze około 10 000 km2 Mindoro jest wielkością Parku Narodowego Yellowstone w USA i stanowi duży krok w stosunku do poprzedniego właściciela rekordów, Luzona. Również na Filipinach Luzon jest największą wyspą w kraju i około 10 razy większa od Mindoro, która znajduje się w cieśninie Verde Island Passage.

Kiedy badacze badali ssaki lasów Mindoro, odkryli cztery różne gatunki filipinomyszy. Zagnieżdżone w rodzaju Apomys, filipinomyszy występują tylko na Filipinach, a ich nazwa pochodzi od ich ulubionych potraw.
"Myszy, na które patrzyliśmy w tym badaniu, są członkami grupy" filipinomyszy "Apomys - kochają dżdżownice, ale jedzą także nasiona i owoce" - powiedział Lawrence Heaney, Negaunee Kurator Ssaków w Chicago Field Museum i współprowadzący autor badania. "Mają wielkie, ciemne oczy, wielkie uszy, długie, miękkie futro, białe stopy, ciemne ogony - to bardzo ładne małe myszy."

Apomys musculus

Jeden z tych czterech gatunków występuje również na wyspie Luzon, ale pozostałe trzy okazały się nowością w nauce, gdy zespół przeanalizował ich DNA. Te trzy gatunki wydają się żyć tylko na Mindoro, a wyniki badań wskazują, że wyewoluowały one z małej grupy myszy, które podróżowały z Luzon od 1,5 do 2,4 miliona lat temu.
Ale w jaki sposób maleńkie myszy stają się kolonistami morskimi? Łatwo, - mówi Heaney. Mogły przypłynąć na falach podczas tajfunu.
"Biorąc pod uwagę silne wiatry i stosunkowo krótkie odległości między wyspami, nieuniknione jest, że w rzadkich przypadkach drzewo lub kłoda z myszami, które w nim żyją, zostaną wyrzucone na morze i przerzucone z Luzon do Mindoro," - powiedział Heaney Mongabay. "To może potrwać zaledwie jeden dzień, ale z pewnością nie dłużej niż kilka dni - to nie jest daleko."

Apomys datae ?

Mimo że jest to szybka podróż z Luzon do Mindoro, badania wykazały, że wszystkie cztery gatunki na wyspie prawdopodobnie pochodzą od jednej małej grupy, co oznacza, że Mindoro został prawdopodobnie skolonizowany przez myszy dżdżownicowe tylko jeden raz. Heaney powiedział, że tę szczęśliwą grupę założycieli powitały "nieograniczone zasoby", pozwalające im szybko rozmnażać się "od kilku do kilkudziesięciu, do setek, a nawet tysięcy do obecnych setek tysięcy".
Ci potomkowie wahali się daleko nad Mindoro, niektórzy dostali się do gór wyspy. Właśnie w tych górach naukowcy odkryli nowy gatunek, co sugeruje, że myszy zostały wyizolowane z populacji nizinnych, co ostatecznie pozwoliło im rozwinąć się w odrębne formy.
Naukowcy uważają, że fakt, że to zróżnicowanie miało miejsce w górach, może oznaczać, że cechy geograficzne mogą odgrywać większą rolę w ewolucji niż sam obszar. I nie tylko na Filipinach. Weźmy na przykład Góry Wschodnie, które biegną wzdłuż wschodniej Afryki. Zamknięte w odosobnionych lasach, na każdym szczycie góry znajdują się unikatowe gatunki, których nie ma nigdzie indziej na świecie.

Apomys gracilirostris

"To badanie zmienia sposób myślenia o ochronie" - powiedział Heaney. "Kiedy myślimy o tym, jak projektować obszary chronione, musimy myśleć o topografii Ziemi, a nie tylko płaskiej mapie. Fakt, że myszy te wyewoluowały w oddzielnych górach na ograniczonym obszarze geograficznym, - mówi nam, że góry są ważne. "
Obecność gór jest tak wpływowa dla ewolucji, powiedział Heaney, że może być nawet używany jako dowód specjacji.

"Tak więc, kiedy ustalimy, jak duża wyspa potrzebuje mieć dwie duże, dość stare góry, możemy znać minimalny rozmiar wyspy dla dywersyfikacji u ssaków", - powiedział Heaney.
Naukowcy koncentrują się teraz na poszukiwaniu jeszcze mniejszych wysp w miejscach, w których znajdują się co najmniej dwie góry; obecnie przyglądają się wielu możliwościom w Indonezji.

Apomys datae

Według Heaneya i jego zespołu, dywersyfikacja filipinomyszy na wyspie wielkości parku narodowego podkreśla znaczenie obszarów chronionych nie tylko dla zachowania gatunków, ale także dla wyłaniania się nowych gatunków.
"W miarę jak ludzka populacja nadal się rozwija, co stanie się ze wszystkim innym? W jaki sposób nowe gatunki będą mogły ewoluować? " - powiedział Heaney. "Ten projekt jest krokiem naprzód, ponieważ jest w stanie odpowiedzieć na to pytanie".
Badanie może również mieć wpływ na zachowanie krytycznie zagrożonych gatunków przy niewielkiej liczbie pozostałych populacji. Kiedy rozmiar populacji zwierzęcia zmniejsza się bardzo, naukowcy martwią się zjawiskiem zwanym "inbredową depresją", co ma miejsce, gdy bliscy krewni tak często się rozmnażają, że szkodliwe geny, normalnie rzadkie w zdrowej populacji, stają się powszechne. Geny te mogą wyrażać się w sposób, który może wyrządzić krzywdę zwierzęciu lub uniemożliwić mu rozmnażanie się, a ostatecznie może zmniejszyć sprawność populacji, a nawet doprowadzić do jej wyginięcia.
Genetycy konserwatorscy długo dyskutowali nad tym, ile osobników jest potrzebnych, aby utrzymać wystarczającą zmienność genetyczną w populacji, aby powstrzymać ją przed upadkiem z powodu depresji inbredowej. W latach 80. XX wieku naukowcy ustalili tę liczbę na 50. Jednak sukcesy związane z ochroną populacji, które początkowo miały mniej niż 50 osobników, dały naukowcom nadzieję, że gatunki z zaledwie garstką osobników są w stanie powrócić z wygaśnięcia.

Apomys sp. z góry Abra de Ilog

Wyniki badania wskazują, że tylko kilka filipinomyszy dotarło do Mindoro i spłodziło cztery zdrowe gatunki obejmujące setki tysięcy osobników. Jak więc one uniknęły depresji wsobnej? Heaney sądzi, że może to mieć coś wspólnego z szybkością mnożenia się. Mając dużo jedzenia i małą konkurencję, początkowa populacja prawdopodobnie nie cierpiała wielu zatorów, co pomogło ochronić populację, która ma niewielkie zróżnicowanie genetyczne. Mimo to, powiedział, ich przetrwanie mogło trwać przez chwilę, dopóki nie pojawiły się nowe mutacje, i które nie wzmocniły ich różnorodności.
Heaney powiedział, że podobne rozwiązanie może być możliwe dla innych gatunków - jeśli spełnione zostaną pewne warunki.

widok czaszki Apomys brownorum

"Lekcja, którą wyciągam z tego, to fakt, że nagły gwałtowny, intensywny spadek populacji ( w tym przypadku z powodu kolonizacji ), jeśli populacja jest w stanie bardzo szybko rosnąć i ma wystarczające zasoby, aby utrzymać dużą populację przez wystarczająco długi okres, aby zgromadzić nową zmienność genetyczną, może to zrobić doskonale," - powiedział Heaney. "Są to dość rygorystyczne wymagania, ale zasadniczo jest to scenariusz, który jest nadzieją dla wielu programów hodowlanych zagrożonych gatunków w niewoli, które są obecnie w użyciu.
"To jest strzał z dystansu, ale czasami jest najlepszy, jaki mamy."

Apomys musculus

Omawiane gatunki to :
- Apomys gracilirostris - filipinomysz dżunglowa
- Apomys datae - filipinomysz stokowa
- Apomys musculus – filipinomysz drobna
- Apomys sp.

BY MORGAN ERICKSON-DAVIS W DNIU 17 MAJA 2018 r