Stěhování monarchy stěhovavého

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.