Je starý halančík reprodukčně zdatnější než mladý?

Například u ryb evoluční teorie stárnutí předpovídá zvyšování reprodukční zdatnosti s věkem. Jak je tomu však u ryb, které žijí jen krátkou dobu, jako například halančíci? To je otázka, kterou řešil český tým jehož členem byl i Jakub Žák z katedry zoologie Přírodovědecké fakulty Univerzity Karlovy.

Autoři konkrétně zkoumali fenomén reprodukční senescence, což je pokles reprodukční výkonnosti v pokročilém věku jedince. U organismů, které mají neukončený růst i po dosažení dospělosti, jako jsou měkkýši, ryby a plazi, se předpokládá, že reprodukční stárnutí se jich netýká, nebo u nich začíná velmi dlouho po dosažení reprodukčního věku. Na druhou stranu některé z těchto organismů žijí jen krátce, a tak se odhadovalo, že u nich by mohlo být stárnutí rychlejší.

Jakub Žák a jeho školitel Martin Reichard chtěli vědět, jaká je tedy realita, když se neukončený růst „setká“ s rychlým životním tempem v jednom organismu - rybě s krátkou délkou života. Reprodukční stárnutí se jí nebude týkat, jelikož má neukončený růst v dospělosti, nebo se v důsledku rychlého životního tempa reprodukčního stárnutí dříve či později dožije?

Autoři si pro své experimenty vybrali halančíka tyrkysového (Nothobranchius furzeri), malou rybu dorůstající maximálně 7 cm, žijící v sezónně vysychajících tůních savan jihovýchodní Afriky. Volba to byla zcela pochopitelná, protože tento druh je běžně používaným modelem pro studium stárnutí u obratlovců. Když halančíci dospívají, dosahují teprve 55 % jejich maximální možné velikosti těla. Doposud však u nich nebylo pozorováno žádné reprodukční stárnutí, a to ani v přírodě, ani v zajetí.

Autoři studie pozorovali 132 ryb pocházejících ze dvou populací: „laboratorní“ chované v zajetí od roku 1968 (což představuje již více než 100 generací) a „divoké“ populace, která je v zajetí teprve od roku 2011 kdy byla odchycena v jižním Mosambiku. Tyto dvě populace si jsou geneticky velmi podobné (jsou ze stejné fylogeografické linie), nicméně „laboratorní“ populace již má sníženou genetickou variabilitu vlivem dlouhého chovu v zajetí.

Během celého života ryb výzkumný tým každý týden měřil například plodnost ryb (celkový počet nakladených jiker), počet oplodněných jiker, míru oplodnění (podíl jiker, které byly úspěšně oplodněny), věk pohlavní dospělosti, maximální velikost snůšky a celoživotní plodnost (suma jiker za celý život samice).

Autoři zjistili, že navzdory podobnému růstu samic z obou populací byly samice z „divoké“ populace výkonnější ve všech aspektech - delší délka dožití, dřívější dospívání, vyšší plodnost a vyšší míra oplodnění jiker. Rozdíl mezi populacemi mohl být důsledkem přizpůsobení se odlišným podmínkám každé z populací, kdy „laboratorní“ populace již nebyla delší dobu vystavena environmentálnímu stresu v podobě rizika vyschnutí tůně, a tak se přizpůsobila na klidné podmínky zajetí. Naopak „divoká“ populace byla v předchozích generacích pod silným tlakem rychlého vysychání tůně, a proto aby úspěšné přežila, musela významně investovat do reprodukce. Reprodukční stárnutí se u obou populací objevilo dlouho (přibližně 9 týdnů) po zastavení růstu. Překvapivým zjištěním byl pokles v oplozenosti jako důsledek produkce méně kvalitních jiker samicemi, zatímco samci si uchovávali schopnost oplození až do pozdního věku.

Celkově lze shrnout, že plodnost samic se po dosáhnutí dospělosti neustále zvyšovala a reprodukční stárnutí se objevilo v relativně pozdní fázi jejich života. Pokles reprodukční zdatnosti byl u nich nápadnější než u samců.

Autoři tak zjistili, že na rozdíl od některých očekávání se reprodukční stárnutí vyskytuje i u neustále rostoucích zvířat, jako jsou ryby. Je však zapotřebí dalšího výzkumu, aby se zjistilo, jak je tomu u ostatních ryb.