Po stopách jelenů do minulosti

Výsledky mezinárodního výzkumu pod vedením Karoliny Doan z Varšavské univerzity, na němž se vzorkováním jelenů ve střední Evropě a evolučními analýzami podílel i molekulární biolog a zoolog Pavel Hulva z Katedry zoologie Přírodovědecké fakulty Univerzity Karlovy byly nedávno zveřejněny v časopise Zoological Journal of the Linnean Society.

Vědci se navrátili o 50 tisíc let zpět, aby zjistili, jakými oblastmi se pohyboval jelen – jeden z našich nejvznešenějších kopytníků. Aby byly výsledky co nejpřesnější, použili analýzu pomocí genetiky. Výzkumníci analyzovali 501 sekvencí cytochromu b (typ bílkoviny vázané na membrány) mitochondriální DNA (mtDNA). Jak už název napovídá, mtDNA se nachází v mitochondriích, a je tak součástí mimojaderné genetické informace. Jedná se tedy o geny, které se nenacházejí v jádře na chromozomech. Tato metoda se často využívá k analýze vývoje populací, přičemž mtDNA se přenáší výhradně v mateřské linii, na rozdíl od Y-DNA, která se přenáší v linii otcovské. Odborníci na genetiku celkem nově analyzovali 194 starých a 75 současných vzorků zkombinovaných se sekvencemi z genové banky. Část vzorků byla také radiouhlíkově datována.

Na základě rozdělení fylogenetického stromu podle Bayesiánských metod je komplex zahrnující jeleny rozdělen do čtyř linií mtDNA reprezentujících čtyři možné druhy: jelena wapiti (Cervus canadensis), jelena lesního (C. elaphus), jelena kašmírského (C. hanglu) a jelena siku (C. nippon). Všechny staré vzorky z této studie patřily jelenu wapiti a jelenu lesnímu, přičemž nové vzorky výhradně jelenu lesnímu.

V rámci jednoho druhu vědci našli několik haplotypů (pozn. haplotypy = varianty mitochondriální DNA, které se liší sekvencí nukleotidů). Jako první prokázali, že jelen kašmírský je sesterskou skupinou jelena lesního i jelena wapiti, což bylo v rozporu s dřívějšími poznatky, kde byl tento druh sesterským druhem pouze k jelenu lesnímu. Nový objev byl s největší pravděpodobností potvrzen díky rozsáhlému souboru dat v této studii, a to nejen díky počtu vzorků, ale i časovému rozsahu.

Vědci také zjistili, že v určité době došlo k divergenci mezi dvěma blízce příbuznými druhy, a to jelenem lesním a jelenem wapiti. Doba divergence genetických linií a haploskupin odpovídala zejména velkým environmentálním změnám spojeným se stadiály (kratší studenější a sušší klimatické období v rámci jednoho glaciálu) a interstadiály pozdního pleistocénu. Vlivem klimatických změn se posouval jejich výskyt severojižním a východozápadním směrem. Některé haplotypy objevující se před posledním maximem doby ledové nebyly v současné době zjištěny, což pravděpodobně ukazuje na vyhynutí populace. Na základě datování a lokalizace vzorků vědci potvrdili přítomnost jelenů v jihovýchodní Evropě a západní Asii během posledního maxima doby ledové. Poté, když se začalo mírně oteplovat, došlo k rozšíření areálu jelena lesního v Evropě směrem na sever, přičemž jelen wapiti se v Asii posunul více na jih a východ . Změny v areálu rozšíření jednotlivých druhů jelenů byly značně rozdílné, protože podmínky prostředí vyskytující se na obou kontinentech se během posledních 50 tisíc let výrazně lišily.

Přestože jeleni byli v minulosti rozsáhle a opakovaně přemisťováni člověkem, zdá se, že jejich současná distribuce a fylogeografická struktura v oblasti Eurasie je převážně důsledkem přírodních procesů, reakcí druhu na čtvrtohorní změny prostředí a nahrazení některých linií jinými expandujícími liniemi mtDNA.

Studium megafauny, mezi kterou patří i jelenovití, má značný význam pro výzkum ekosystémů na Zemi. Propojenost velkých zvířat nejen se stromy zde existovala po stovky miliónů let, a proto je většina bioty adaptována na ekosystémy s jejich přítomností. Při rapidních změnách v jejich počtu tak dochází k porušení ekologické rovnováhy. Aktuální výzkum genetických vlastností jelenovitých v čase a prostoru nás posunul zase o kousek dál v pochopení, jakými procesy byla ovlivněna jejich speciace a fylogeografie.

Foto v záhlaví: Jelen lesní (Cervus elaphus) je jedním z nejrozšířenějších a ekologicky nejvýznamnějších druhů Evropy. Zároveň má za sebou již dlouhou a bohatou historii. Zdroj Shutterstock.com