Kožíšek z „genetické půjčovny“: Výhody a původ tmavšího kožichu

Dominantní barvou severoamerické veverky popelavé (Sciurus carolinensis) je popelavě šedá – přesně, jak to odpovídá jejímu druhovému vědeckému jménu. Na hlavě nabývá srst tohoto hlodavce rezavých odstínů, břicho mívá bělavé. Domovem asi půlmetrové veverky je východ USA a jih Kanady. Právě tady, na severních hranicích svého rozšíření, se tento druh celkem hojně vyskytuje v černé čili melanické formě. 

Teplo a bezpečí v černém kožichu

Černé zbarvení není náhodné. Tmavě zbarvená srst pohlcuje více slunečního záření a zvíře se díky tomu za mrazivého počasí snáze zahřeje. V desetistupňovém mrazu ztrácejí černé veverky o 18 % méně tepla než veverky s šedým kožichem. Na zajištění základních tělesných funkcí potřebuje černá veverka o pětinu méně energie než její šedivé protějšky a třást zimou se proto začíná až při výrazně nižších teplotách. 

Černá barva srsti zvýhodňuje melanickou formu veverky popelavé nad veverkami se standardním popelavým zbarvením především v severských oblastech s drsnějším klimatem. Navíc jsou tamější jehličnaté lesy hustší a tmavší než listnaté a smíšené lesy jižněji položených krajů. Černě zbarvené veverky tak v jejich přítmí snáze unikají pozornosti přirozených nepřátel.

Invaze na Britské ostrovy

Ani šedě zbarvené veverky popelavé však nelze z hlediska konkurenceschopnosti považovat za outsidery. Názorně to dokládá jejich invaze na Britské ostrovy, kam byly importovány ze Severní Ameriky už v 19. století. Popelavá imigrantka prakticky „převálcovala“ původní britskou populaci rezavých veverek obecných (Sciurus vulgaris). Dnes připadá v Británii na jednu domácí veverku obecnou patnáct popelavých vetřelců. Zaznamenán tu byl i výskyt černě zbarvených veverek popelavých. 

Důvodů, proč má veverka popelavá nad evropskou veverkou obecnou navrch, je hned několik. Americký vetřelec je větší. V průměru měří na délku i s ocasem kolem půl metru a váží kolem půl kilogramu. Naše veverka obecná přitom dorůstá délky kolem 40 centimetrů a hmotnosti kolem 300 gramů. Oba druhy veverek se potýkají s „veverčím morem“ vyvolaným viry ze skupiny Parapoxvirus. Veverka popelavá je však vůči tomuto onemocnění odolnější.

Do karet jí zřejmě hraje i změna evropské krajiny, například výsadba nových druhů stromů, které na našem kontinentu dříve nerostly. Taková změna vegetace severoamerickému přistěhovalci svědčí. Veverka popelavá dominuje nad svou evropskou příbuznou také inteligencí. V experimentech i v reálném životě si poradí s problémy, na nichž si veverka obecná vyláme zuby. Díky tomu vetřelec lépe odolává nástrahám života. 

Vlohy díky genovým výpadkům

Černé zbarvení melanické formy veverky popelavé je určeno geneticky a dědí se podle jednoduchého pravidla. Pokud jedinec dědí po obou rodičích „popelavý“ gen, bude jeho srst zbarvena šedě. Jestliže po jednom rodiči získá „popelavý“ gen a po druhém „černou“ variantu genu, naroste mu černohnědá srst. „Černá“ dědičná vloha získaná po obou rodičích mu zajistí uhlově černé zbarvení. 

Už dříve vědci odhalili, že „černá“ vloha vznikla spontánně z „popelavé“ vlohy MC1R tím, že z tohoto genu náhodou vypadlo čtyřiadvacet písmen genetického kódu. „Černá“ vloha se proto označuje jako MC1R24. K podobným „výpadkům“ v dědičné informaci čas od času dochází. Někdy mají pro nositele „děravého“ genu fatální následky; jindy mu naopak zajistí nemalou evoluční výhodu. Například člověku přináší výpadek dvaatřiceti písmen genetického kódu z genu CCR5 odolnost k infekci smrtícím virem HIV.

Podobnost nikoli náhodná 

Vědci vedení britskou bioložkou Helen McRobinovou z Anglia Ruskin University provedli detailní genetické analýzy „popelavé“ a „černé“ dědičné vlohy pro zbarvení srsti veverek popelavých a porovnali ji s podobnými vlohami zajišťujícími zbarvení srsti severoamerických veverek liščích (Sciurus niger). Tento druh veverky rovněž obývá rozsáhlé oblasti na východě Severní Ameriky a je ještě o něco větší než veverka popelavá. I s ocasem měří kolem 85 centimetrů a váží přibližně 750 gramů. Základní barva srsti kolísá od hnědošedé po hnědožlutou, spodní strana těla bývá hnědooranžová. 

Podobně jako u veverek popelavých se mezi veverkami liščími najdou uhlově černí jedinci. Helen McRobinovou a její spolupracovníky zajímalo, nakolik se mechanismus vzniku melanické formy u obou veverčích druhů podobá. Zjistili, že gen pro černé zbarvení je naprosto totožný! Také „černý“ gen melanických veverek liščích MC1R postrádá 24 písmen genetického kódu a můžeme ho proto směle označit jako MC1R24. 

Výhoda získaná „druhovou nevěrou“

Pravděpodobnost, že by obě veverky prodělaly nezávisle na sobě jednu a tutéž změnu, můžeme prakticky vyloučit. Zcela jistě tu nejde o náhodu. Podle Helen McRobinové se „černý“ gen MC1R24 dostal do populace veverek popelavých při „mesalianci“, když se zástupci obou druhů navzájem zkřížili. V severských lesích, kde se vloha pro černou barvu osvědčila, se její nositelé v populaci rozšířili. 

Výměna genu pro černou srst mezi veverkami popelavými a veverkami liščími jen znovu potvrzuje skutečnost, že mezidruhová hybridizace není z hlediska evoluce a přírodního výběru „pokleskem“, ale nabídnutou šancí, kterou umí mnohé pozemské organismy velmi dobře využít. 

Výhody mezidruhového křížení

Mezidruhové křížení není v přírodě tak vzácné, jak by se mohlo zdát. A už vůbec nemusí být jeho výsledkem neplodní hybridi nebo jedinci se sníženou životaschopností. Naopak – mezidruhoví kříženci nejednou udivují plodností i odolností. Mnohé druhy vznikly právě křížením dvou „rodičovských“ druhů organismů. Častý je tento fenomén v rostlinné říši, ale četné příklady najdeme i mezi živočichy. 

Na Galapágách dochází v posledních letech ke křížení tzv. Darwinových pěnkav (Geospiza). Na ostrově Daphne Major se kříží pěnkavka prostřední (Geospiza fortis), pěnkavka kaktusová (Geospiza scandens) a pěnkavka malá (Geospiza fuliginosa). Jejich hybridi nejen že jsou plně plodní, ale vzdorují tvrdým podmínkám během klimatické anomálie El Niňo lépe než původní rodičovské druhy. 

Podobně zdatně si vedou mezidruhoví hybridi severoamerických raků. Rak barrenský (Orconectes rusticus) je sice původní jen na jihovýchodě Ohia, ale byl vysazen na rozsáhlých územích mimo svůj domovský areál, kde se kříží například s rakem severním (Orconectes propinquus). Také v tomto případě jsou mezidruhoví kříženci tak zdatní, že vytlačují a nahrazují raka severního v řekách a jezerech v Kanadě a na východě USA.

TIP: Mezidruhové páření: Pět nezvyklých zvířecích kříženců

V poslední době jsme svědky nárůstu mezidruhového křížení v důsledku klimatických změn. Například v Severní Americe byli opakovaně identifikováni hybridi medvěda hnědého grizzlyho (Ursus arctos horribilis) a medvěda ledního (Ursus maritimus). Ke křížení dochází s vyšší četností poté, co teplejší zimy dovolují grizzlyům pronikat do vyšších zeměpisných šířek, kde se pak dostávají do oblastí, které byly donedávna výsadní doménou medvědů ledních.