V roce 1837, tedy dvanáct let před vydáním knihy O původu druhů, si Darwin do svého zápisníku načrtl „strom života“. Od té doby je toto schéma metaforou, kterou biologové běžně používají k vysvětlení způsobu, jakým se nové druhy oddělují od společného předka. Část vědců se však domnívá, že nové druhy mohou vzniknout také slučováním starších linií – podobně, jako by se spojily sousední větve stromu. Nyní máme o tomto předpokladu i důkaz.
V dubnu 2024 vědci v časopise Nature oznámili, že amazonský druh motýla Heliconius elevatus vznikl křížením dvou odlišných druhů. Porovnáním genetických informací různých druhů vědecká skupina pod vedením Neila Rossera, výzkumníka z Harvardovy univerzity, prokázala, že genom druhu H. elevatus je kombinací jednoho procenta genomu H. melpomene a 99 procent genomu druhu H. pardalinus.
„Z naší studie vyplývá, že hnací silou evoluce u nových druhů může být i křížení,“ říká Rosser, hlavní autor studie a badatel National Geographic. Rosserův tým odhaduje, že ačkoli oba rodičovské druhy výsledného H. elevatus existovaly po dva miliony let nezávisle, před zhruba 180 000 let došlo k propojení jejich DNA, a sice v době, kdy byl amazonský deštný prales útočištěm rozmanitých druhů v době ledové.
Najít živočišný druh, který vznikl spojením genomů dvou různých rodičovských druhů, bylo velkým snem evolučních biologů po celá desetiletí. (Na vysvětlenou uvádíme, že pokud by se například muly – jakožto kříženci osla a koně – mohly rozmnožovat, mohli bychom je považovat za „hybridní druh“.) Hledání však až doposud zůstávalo bezvýsledné.
Kříženci i oba rodičovské druhy, které vědci zkoumali, dnes běžně žijí v deštných pralesích Jižní Ameriky (ačkoliv H. elevatus, jak jeho název napovídá, žije ve vyšších patrech porostu). Kdyby se Charles Darwin v roce 1835, kdy v Limě zakotvila loď HMS Beagle, vydal do vnitrozemí, mohl jej teoreticky spatřit také.
„Oni v přírodě objevili situaci, kterou mnozí vědci předpokládali, ale jen málokdo ji prokázal. To je pozoruhodné,“ říká David Lohman, profesor na City College of New York. Lohman je členem týmu, který nedávno sestavil nejkomplexnější strom života motýlů.
Opičící se motýli
Motýli rodu Heliconius jsou jedinou skupinou motýlů, již nasávají květní pyl, který následně využívají k syntéze kyanogenních glykosidů, díky nimž se stávají nevhodnou kořistí. Svou „nevhodnost“ dávají predátorům najevo jasným, vysoce kontrastním aposematickým zbarvením.
„Kříženci rodu Heliconius v okolním prostředí vynikají, protože jejich barevné vzory jsou výrazně odlišné,“ říká James Mallet, hostující profesor organismické a evoluční biologie na Harvardově univerzitě a korespondující autor této studie. Vysvětluje, že příbuzné skupiny rodu Heliconius mezi sebou vzájemně napodobují výstražné vzory příbuzných jedinců, takže křiklavý kostým jednoho druhu se stává erbem druhého. Tyto „mimické komplexy“, jak se sdílené barevné vzory nazývají, pomáhají účinněji odrazovat predátory.
Před dvaceti lety si Mallet uvědomil, že všechny blízké příbuzné druhu H. elevatus zdobí vodorovné černo-oranžové pruhy, kterým se říká „tygří mimické komplexy“. H. elevatus oproti tomu nosil „hřebíčkový paprsek“ – soustřednou soustavu oranžových čárkovaných pruhů na zadních křídlech –, který sdílel pouze se vzdáleným příbuzným druhem H. melpomene. Bylo to, jako by se H. elevatus objevil na rodinném setkání ve vypůjčeném obleku.
Injekce rodových znaků
Zatímco Mallet a jeho kolegové shromažďovali genomové sekvence motýlů rodu Heliconius, Rosser se usadil v Peru, aby tam ve vlastnoručně postavených klecích pozoroval chování druhu H. elevatus.
Společné úsilí Malletova genomického sekvenování a Rosserových studií chování motýlů vedlo k objevu klíčových oblastí, které se v genomu H. elevatus pojí se zbarvením, s preferencí hostitelských rostlin a preferencí při páření. K Rosserovu a Malletovu překvapení všechny tyto klíčové genetické fragmenty pocházely od druhu H. melpomene. Ačkoliv pouze jedno procento genomu H. elevatus pochází od H. melpomene, jsou tyto fragmenty rozloženy po celém genomu H. elevatus ve 44 nezávislých „genetických ostrůvcích“, jimiž se řídí znaky určující druhovou identitu. „Hybridní speciace v tomto případě není směsice 50 na 50,“ poznamenává Mallet. „Dostáváme se k samé podstatě toho, co chápeme pod pojmem druh.“
Kdo hledá, ten najde
Mallet i Rosser se domnívají, že hybridních druhů motýlů je mnohem více. „Když budeme hledat, tak je najdeme,“ říká Rosser. Podle Akita Kawahary, profesora na Floridské univerzitě a dalšího klíčového spolupracovníka projektu Strom života motýlů, který se na této studii nepodílel, „bychom takové příklady nejspíš našli v Africe a Asii“. Kawahara tvrdí, že k nalezení těchto hybridních druhů je třeba začít shromažďovat genomická data všech motýlů. Podle něj je zatím brzy na to, aby se přepracovával fylogenetický strom. K tomu budeme potřebovat více dat. „Určitě to budeme moci udělat. Ale asi to ještě nějakou dobu potrvá,“ uzavírá Kawahara.
