Aktuální číslo:

2017/12

Téma měsíce:

Kontakty

Stěhování monarchy stěhovavého

Pohled genomický
 |  30. 3. 2015
 |  Vesmír 94, 198, 2015/4

Každým rokem táhnou miliony monarchů stěhovavých (Danaus plexippus) ze střední a východní části Severní Ameriky na své zimoviště do středního Mexika. Na jaře se tam páří a poté v obrovských hejnech odlétají tisíce kilometrů zpět na sever. Zde během léta postupně vyrostou tři až čtyři generace. Poslední podniká opět cestu na jižní zimoviště. Každoroční tahy motýlů samozřejmě neunikly odborné pozornosti. Výzkum sledoval hlavně migrační cesty a způsob navigace pomocí slunečního kompasu a biologických hodin (Vesmír 83, 70, 2004/2).

Ve světle zajímavého fenoménu poněkud zanikl důležitý fakt, že nemigrují všechny populace monarchy stěhovavého. Některé jsou stálé, přeletují jen na kratší vzdálenosti a žádné velkolepé tisícikilometrové tahy nepořádají. Jiné populace téhož druhu naopak dokázaly překonat Tichý i Atlantický oceán a rozšířit se v Oceánii, Austrálii, Evropě i severní Africe. Původ a genetické pozadí migračního chování však zůstávaly dlouho neznámé. Až donedávna.1)

Motýli rodu Danaus obecně žijí usedlým způsobem života v tropech. Dalo by se proto předpokládat, že migrující populace monarchů stěhovavých vznikly z usedlých populací Střední a Jižní Ameriky. Fylogenomická analýza však ukázala pravý opak. Původní je migrační chování a všechny usedlé populace na americkém kontinentě jsou odvozené. Pravidelné migrace se vytratily i u populací, které překonaly Tichý a Atlantický oceán. Nakolik dopomohl k jejich rozšíření člověk, zůstává otázkou. Výsledky jen ukazují, že motýli, kteří se dostali do Austrálie či Evropy, mají svůj původ také v severoamerických migrantech.

Srovnání genomů odhalilo více než 500 genů, jejichž alely se mezi migrujícími a nemigrujícími populacemi nějakým způsobem liší. Jde především o geny spojené s morfogenezí a neurogenezí, avšak jako jeden z klíčových se ukázal gen kolagenu IV. Je hlavní složkou bazálních lamin a podílí se na výstavbě svalů. Jeho mutace často způsobují těžké myopatie u hmyzu, ale i u člověka. To vedlo k hypotéze, že alternativní forma kolagenu IV u migrujících populací je přizpůsobením k letu na dlouhé vzdálenosti a zvyšuje účinnost létacích svalů, v nichž je gen silně exprimován. Respirometrickým měřením se opravdu zjistilo, že létání jedinců z migrujících populací je energeticky méně náročné. Předchozí práce uvádějí také odlišnosti ve tvaru křídel, která jsou u migrantů užší a protažená. Není tedy překvapivé, že to byli právě jedinci z migrujících populací, kteří se dokázali rozšířit přes oceány.

Nová studie s využitím genomických metod ukázala nejen evoluční původ migrujícího chování, ale odhalila i konkrétní geny, které jsou s migračním chováním spojené. Počet jedinců v migrujících populacích je však v poslední době stále nižší, monarchů na zimovištích ubývá. Snad přispějí k zachování a ochraně ikonického druhu další výzkumy.

Poznámky

1) doi: 10.1038/nature13812.

Ke stažení

OBORY A KLÍČOVÁ SLOVA: Etologie
RUBRIKA: Glosy

O autorovi

Daniel Benda

Daniel Benda (*1992) studuje Přírodovědeckou fakultu UK. Na katedře zoologie se specializuje na fylogenezi řasníků a jejich koevoluci s hostiteli.

Doporučujeme

Přemýšlej, než začneš kreslit

Přemýšlej, než začneš kreslit

Ondřej Vrtiška  |  4. 12. 2017
Nástup počítačů, geografických informačních systémů a velkých dat proměnil tvorbu map k nepoznání. Přesto stále platí, že bez znalosti základů...
Tajemná „Boží země“ Punt

Tajemná „Boží země“ Punt uzamčeno

Břetislav Vachala  |  4. 12. 2017
Mnoho vzácného zboží starověkého Egypta pocházelo z tajemného Puntu, kam Egypťané pořádali časté obchodní výpravy. Odkud jejich expedice...
Hmyz jako dokonalý létací stroj

Hmyz jako dokonalý létací stroj

Rudolf Dvořák  |  4. 12. 2017
Hmyz patří k nejdokonalejším a nejstarším letcům naší planety. Jeho letové schopnosti se vyvíjely přes 300 milionů let a předčí dovednosti všech...

Předplatným pomůžete zajistit budoucnost Vesmíru

Tištěná i elektronická
verze časopisu
Digitální archiv
od roku 1994
Speciální nabídka
pro školy a studenty

 

Objednat předplatné