Metody molekularne pomogły w eksploracji „szarej strefy” padalców
Taksonomia i systematyka stanowią jedne z najstarszych obszarów zainteresowań biologów, którzy opisując nowy gatunek nie tylko nadawali mu nazwę, ale każdorazowo stawali przed wyzwaniem przyporządkowania go do odpowiedniej grupy organizmów wskazując drogę ewolucji jaka je łączy.
Najbardziej podstawową metodą badań było wykazywanie różnic w morfologii i anatomii między poszczególnymi organizmami. Prowadziło to często do dylematów – czy obserwowane różnice między poszczególnymi populacjami są wystarczające do wyznaczenia nowych gatunków, czy może wydzielić podgatunki, odmiany geograficzne itp. – dyskusje te potrafiły trwać dekadami, nierzadko aż do nastania ery badań z wykorzystaniem metod molekularnych.
Taksonem1, który dobrze ilustruje opisaną powyżej historię jest rodzaj Anguis (rodzina: Anguidae) – padalec – beznoga, podobna do węża, jaszczurka prowadząca skryty tryb życia, której obszar występowania sięga od krańców zachodniej Europy po Bliski Wschód. W dwudziestym wieku między badaczami zajmującymi się tą grupą gadów trwał swoisty spór – część opowiadała się za koniecznością wyróżniania (przynajmniej) podgatunków w obrębie rodzaju Anguis, pozostali natomiast twierdzili, że obserwowane różnice między populacjami są jedynie przejawem zmienności geograficznej.
Jednoznaczna odpowiedź przyszła w 2010 roku, wraz z pracą opublikowaną przez zespół Václava Gvoždíka, który wykorzystując techniki molekularne wykazał istnienie 4 gatunków w obrębie rodzaju Anguis, a trzy lata później wyodrębnił piąty. Od tego momentu rozpoczęły się intensywne badania prowadzone w całej Europie nad zasięgiem występowania poszczególnych gatunków oraz ich wzajemnych biologicznych interakcji. Doprowadziły one do odkrycia stref hybrydowych między poszczególnymi taksonami (m in. na Węgrzech, w Czechach i na Słowacji), oraz opublikowania w 2021 pracy opisującej nie tylko zasięgi występowania poszczególnych gatunków, ale również zasięg tzw., „grey zone” – „szarej strefy” – obszaru na którym podejrzewa się występowanie więcej niż jednego gatunku padalców. Spory fragment tego obszaru przebiega również przez Polskę, dla której przez lata postulowane było występowanie jednego gatunku – padalca zwyczajnego (Anguis fragilis). Sytuacja zmieniła się diametralnie wraz z publikacją pracy zespołu Gvoždíka (2010), raportującą obecność na terenie Polski haplotypów2 typowych nie tylko dla padalca zwyczajnego, ale również i kolchidzkiego (Anguis colchica). Od tego momentu, rozpoczął się swoisty (choć nieoficjalny) „wyścig” między środkoweuropejskimi zespołami badawczymi – kto pierwszy określi granice występowania obu gatunków i kto odkryje hybrydy.
W 2017 roku ukazały się dwie prace dotyczące zasięgu występowania obu gatunków: pierwsza autorstwa dra Grzegorza Skórzewskiego (Uniwersytet Wrocławski) oparta o badania morfologiczne oraz druga zespołu pod kierownictwem dr Daniela Jablonskiego (Uniwersytet Komeńskiego w Bratysławie) – oparta o dane molekularne. Wyniki obu prac wskazywały Górny Śląsk jako miejsce potencjalnego kontaktu między gatunkami oraz ich krzyżowania się, jednakże wskazanie konkretnego obszaru pozostawało niewyjaśnione.
Rozwiązanie tej zagadki opublikowane zostało w styczniu 2025 (Skórzewski i in. 2025) w czasopiśmie PeerJ. Analiza 92 osobników pochodzących z 35 krajowych populacji padalców, z wykorzystaniem zarówno metod tradycyjnych jak i biologii molekularnej pozwoliła nie tylko uzupełnić wcześniejsze informacje odnośnie zasięgu występowania obu gatunków na terenie Polski, ale również odkryć miejsca wspólnego występowania, w których dochodzi do międzygatunkowego krzyżowania. W jego wyniku powstają osobniki hybrydowe posiadające genotyp obu gatunków i dzieląc cechy morfologiczne ich obu. Stwierdzono je na obszarze Górnego Śląska i w okolicach Warszawy – obszarze wskazywanym wcześniej jako fragment polskiej „padalcowej szarej strefy”.
Interesującym odkryciem jest fakt, że osobniki mieszańcowe nie należą do pierwszego pokolenia (F1) krzyżówki międzygatunkowej, tylko są przykładem hybrydów wyższego rzędu – możliwe że krzyżówek wstecznych. Oznacza to, że mieszańce obu gatunków padalców zachowują zdolność do rozmnażania się z wydawaniem na świat płodnego potomstwa (inaczej niż np. mieszaniec konia i osła – muł, który jest sterylny i niezdolny do rozmnażania), a to może mieć bardzo istotne znaczenie dla dynamiki strefy mieszańcowej. Dodatkowo badania morfologiczne wykazały, że hybrydy wykazują swoistą mozaikę cech gatunków rodzicielskich.
Oczywiście, uzyskane badania nie wyczerpują problematyki „padalcowej szarej strefy” – wciąż pozostaje wiele pytań, począwszy od struktury populacji mieszańcowej po konkurencję między gatunkami a hybrydami o niezbędne do życia zasoby środowiska. Obecnie trwają badania nad zróżnicowaniem między pasożytami wewnętrznymi infekującymi oba gatunki i ich hybrydy oraz przygotowywane są badania nad zróżnicowaniem ekologicznym wszystkich gatunków padalców z wykorzystaniem metod modelowania komputerowego.
1Takson – jednostka systematyczna żywych organizmów, np. gatunek, rodzaj, rodzina
2Haplotyp – grupa genów, którą organizm odziedziczył po jednym z rodziców
Tekst: dr Grzegorz Skórzewski, Muzeum Przyrodnicze UWr
Data publikacji: 07.03.2025 r.
Dodane przez: E.K.
