Závěrečná zpráva grantu 123/2003/B-BIO/PřF

Název projektu:Geografická strukturace populací rodičovských druhů a hybridů sekavců (Cobitis, teleostei) v Evropě- fylogeografie asexuálního komplexu
Hlavní řešitel:Mgr. Karel Janko
Spoluřešitelé: Mgr. Pavel Munclinger, Ph.D.; Mgr. Petr Kotlík, Dr.; Ing. Petr Ráb, DrSc.
Období řešení:2003-2003
Celková dotace:212 tis. Kč

Souhrn výsledků

Naším cílem v tomto projektu bylo popsat geografickou strukturaci rodičovských druhů a hybridů sekavcovitých ryb Evropy. Konkrétním záměrem bylo určit do jaké míry byly studované taxony ovlivněny ledovými dobami a pomocí fylogeografických metod určit oblast původu dnes široce rozšířených asexuálních linií. Druhým cílem bylo studium fylogenetických vztahů jaderných a mitochondriálních markerů mezi popsanými sexuálními druhy. Jako vedlejší produkt jsme ještě během studia přispěli k revizi taxonomie studovaného hybridního komplexu.
Na základě předchozích dat se ukazovalo, že v Evropě žijí tři druhy sekavců (Cobitis taenia, C. elongatoides a C. tanaitica), které se kříží za vzniku klonálních gynogenetických linií, jež posléze invadují teritoria obývaná rodičovskými druhy, jichž využívají jako dárců spermií. Během vzorkovací výpravy jsme však na Krymském poloostrově a v jižním Bulharsku zaznamenali další nepopsaný taxon, který taktéž vstupuje do hybridizace. Jak se ukázalo studiem fylogenetických vztahů na základě mitochondiálního genu pro cytochrom b, jsou oba široce rozšířené druhy, C. taenia a C. elongatoides, pliocénního stáří, zatímco hyplotypy C. tanaitica tvoří polyfyletickou vnitřní skupinu v rámci kládu C. elongatoides. Krymské populace nepopsaného taxonu sdílí mtDNA alely od C. taeniaa populace z jižního Bulharska tvoří monofyletický klád blízký C. elongatoides. Do současnosti se nám podařilo optimalizovat podmínky pro amplifikaci dvou intronů v jaderných genech pro ANT a APTasu alfa. Jejich sekvenace ukázala, že jak dosud nepopsaný taxon, tak i C. tanaitica jsou velmi blízce příbuzné druhu C. taenia a přítomnost alel od C. elongatoides svědčí tudíž o sekundární introgresi.
Studium geografické variability obou hlavních druhů také ještě nebylo dosud ukončeno, ale dosavadní výsledky naznačují, že druhy obývaly během glaciálních maxim odlišná refugia z nichž se poté šířily do odledněných oblastí. C. elongatoides přežíval jednak v dolním toku Dunaje, jednak v Panonské nížině, zatímco C. taenia měl refugium v oblasti severního pobřeží Černého Moře. Jelikož asexuální linie nesou jednak haplotypy z refugiální oblastí rodičovských druhů, jednak z oblastí postglaciální rekolonizace lze usuzovat, že k jejich vzniku docházelo jednak v oblastech primárního kontaktu mezi druhy už během ledových dob, jednak recentně během sekundárního kontaktu poravděpodobně v oblasti horních toků Labe a Odry. Jelikož dosud probíhá velmi živá diskuze o výhodách sexuálního a asexuálního rozmnožování a také o roli hybridizace v procesu speciace, jsou naše výsledky cenným příspěvkem na poli evoluční biologie.
Předběžné výsledky byly představeny na workshopu zaměřeném na evoluci asexuálního rozmnožování, Univ. of Wageningen, Holandsko, listopad 2003 a také na pravidelném setkání členů The Genetics Society, Univ.of Warwick, UK, březen 2003.