Pištoľové krevety sú už dlho predmetom
detajlného výskumu (pozri tu). Napriek tomu sme dlho nevedeli, kedy sa funkčné
pištoľové klepeto vyvinulo. Ide
o dôležitú otázku, keďže ním krevety nielen lovia korisť ale
aj vzájomne komunikujú. Na datovanie takýchto evolučných udalostí sú
potrebné fosílie a tie, ktoré by spoľahlivo patrili pištoľovým krevetám, nám
donedávna chýbali.
Mal
som to šťastie, že som sám prispel k odpovedi na vyššie uvedenú otázku.
Zhruba rok som sa spolu s ďalšími kolegami venoval štúdiu pištoľových
kreviet (bližšie o tom tu), výsledkom čoho bol krásny článok
v jednom slušnom vedeckom časopise (Hyžný et al. 2017). Podrobnou analýzou
a dôsledným porovnávaním množstva vzoriek sme ukázali, že fosílny záznam
pištoľových kreviet je pomerne bohatý. Identifikovali sme nový typ fosílie,
ktorým sú končeky klepiet týchto podvodných pištoľníkov.
 |
| Pištoľové krevety (vľavo) majú iba slabo kalcifikovaný pancier. Končeky pištoľového kreveta (v strede) však majú silne mineralizované špičky a tie sa zachovávajú vo fosílnom stave (vpravo). |
Študované
fosílie z pätnástich lokalít Európy, Ázie, Afriky a Severnej Ameriky
vykazovali niekoľko morfotypov. Rozoznali sme celkom štyri charakteristické
tvary končeka pohyblivej časti klepeta (daktylus) a jeden tvar pevnej
časti klepeta (pollex). Na niektorých lokalitách, ktorých sedimenty sú staré 20
miliónov rokov, sme našli viaceré morfotypy spolu. Môže to znamenať dve veci
alebo ich kombináciu: 1) pištoľové krevety boli už vtedy pomerne rôznorodé a 2)
pohlavný dimorfizmus v tvare pištoľového klepeta sa objavil minimálne pred
20 miliónmi rokov. Predchádzajúce odhady založené na molekulárnych údajoch
predpokladali pre vybrané skupiny pištoľových kreviet vek 13 – 18 miliónov
rokov (Knowlton & Weigt 1998; Hurt et al. 2009). Podľa našich výsledkov je
však evolučný pôvod celej skupiny, ktorá dnes pozostáva z niekoľkých
stoviek druhov, výrazne starší.
 |
| Fosílne končeky klepiet pištoľových kreviet. Každý stĺpec predstavuje jeden morfotyp. Prvé štyri predstavujú špičky daktyla, ten piaty (celkom vpravo) znázorňuje konček pevnej, nepohyblivej časti klepeta. Mierka je 0,5 mm. |
Ak
skúmame evolúciu akejkoľvek skupiny organizmov, veľa nám môže povedať analýza
ich DNA. Na základe rozdielov a podobností skúmaných organizmov vieme
odhadnúť, v akom príbuzenskom vzťahu skúmané organizmy sú. Avšak určiť
časový horizont, kedy došlo k nejakej zmene v rámci študovaných
evolučných línií, na to samotné molekulárne analýzy nestačia. Výsledný evolučný
stromček je potrebné nejakým spôsobom kalibrovať a tu pomôžu jedine fosílie.
Pred publikovaním našej štúdie boli najstaršie fosílie prisudzované (bez
dôkladnej analýzy) pištoľovým krevetám staré asi 16 miliónov rokov (Jagt et al.
2015, 2016). Výsledky našej práce tento vek takmer zdvojnásobili, keďže
najstaršie zvyšky preukázateľne patriace pištoľovým krevetám sme identifikovali
v horninách starých asi 28 miliónov rokov. Teraz môžu odborníci venujúci
sa molekulárnym analýzam pracovať s aktualizovaným údajom.
 |
| V čase publikovanie našej štúdie boli fosílne zvyšky pištoľových kreviet náme z týchto lokalít. Už teraz však vieme na mapu pridať niekoľko ďalších bodov. |
Treba
pripomenúť, že väčšina nami študovaných vzoriek pochádzala z Európy, takže
naše údaje zatiaľ nemajú rovnomerné rozloženie. Je teda na mieste predpokladať,
že hoci dosiaľ najstaršie fosílie pištoľových kreviet sú staré 28 miliónov
rokov, nie je to dátum, kedy sa pištoľové klepeto vyvinulo. Jeho pôvod je
zrejme ešte starší. O koľko? Na odpoveď si ešte budeme musieť počkať. Už
však vieme, že pištoľové krevety „strieľali“ už pred 28 miliónmi rokov
a pred aspoň 20 miliónmi rokov boli už výrazne rozrôznené.
 |
| Heterochéliu nájdeme u mnohých skupín desaťnožcov. |
Pištoľové
krevety sú jednou z najrozmanitejších skupín desaťnožcov, iba v rode Alpheus sa rozlišuje takmer 300 druhov.
Táto veľká rozmanitosť pravdepodobne súvisí s komplexným správaním týchto
zvierat a teda s ich pištoľovým klepetom. Krevety ho nemajú
v páre, majú ho len jedno, sú teda heterochélické. Heterochélia ako taká
je typom asymetrie, ktorá u organizmov často vedie k vzniku
komplexného správania. Príkladom sme aj my sami. Navonok sú ľudia symetrickí,
ale naše mozgové hemisféry majú rôzne funkcie, nehovoriac o tom, že jednu
ruku máme obvykle šikovnejšiu ako tú druhú. U pištoľových kreviet tak
extrémna heterochélia zrejme pozitívne ovplyvňovala rozvoj komplexného
správania. Jedinečný spôsob ich lovu a vzájomnej komunikácie tak pôsobia
takpovediac autokatalyticky a umožňujú ďalšiu špecializáciu. Skúmať tieto fenomény
bude veľmi vzrušujúce. S kolegami na tejto téme momentálne pracujeme. Chceme
preskúmať čo najviac dostupných fosílnych zvyškov pištoľových kreviet naprieč
vekmi a kontinentmi a povedať niečo konkrétne k priebehu
evolúcie pištoľového klepeta. Zatiaľ sme sa vyjadrili k časovému rámcu,
kedy k vzniku tohto orgánu došlo. Nestačí to však na pochopenie toho, ako
k tomu došlo. Dobrodružstvo s pištoľovými krevetami sa iba začína!
PS:
Minulý týždeň som navštívil depozitár viedenského múzea. U jedného druhu
pištoľovej krevety obývajúcej Červené more som sa zoznamoval s pohlavným dimorfizmom
v tvare končekov klepiet – samičky a samčeky ich majú odlišné. Ich
tvary takmer presne zodpovedajú niektorým fosíliám, ktoré práve s kolegami
študujeme...
Literatúra
Hurt, C., Anker, A., Knowlton, N. (2009) A multilocus test of simultaneous
divergence across the Isthmus of Panama using snapping shrimp in the genus Alpheus. Evolution 63: 514–530.
Hyžný, M., Kroh, A., Ziegler, A., Anker, A.,
Košťák, M., Schlögl, J., Culka, A., Jagt, J.W.M., Fraaije, R.H.B., Harzhauser,
M., van Bakel, B.W.M. & Ruman, A. (2017) Comprehensive analysis and
reinterpretation of Cenozoic mesofossils reveals ancient origin of the snapping
claw of alpheid shrimps. Scientific
Reports 7: 4076.
Jagt,
J.W.M., Fraaije, R.H.B., van Bakel, B.W.M. (2016) Kreeftachtigen (Ostracoda,
Thoracica, Caridea, Axiidea, Anomura en Brachyura) van Winterswijk-Miste. Afzettingen WTKG 37: 54–66.
Jagt,
J.W.M., Verschueren, S., Fraaije, R.H.B., van Bakel, B.W.M. (2015) Miocene
pistoolgarnalen (Alpheidae) uit Winterswijk-Miste: wie heeft er toevallig nog
liggen? Afzettingen WTKG 36: 4–5.
Knowlton,
N., Weigt, L.A. (1998) New dates and new rates for divergence across the
Isthmus of Panama. Proceedings of the
Royal Society B 265: 2257–2263.
Odkazy
Pôvodná
tlačová správa a krátke video o našom výskume
Práca
o pištoľových krevetách nášho tímu zaujala aj niektoré médiá:
http://vedanadosah.cvtisr.sk/pistolove-krevety-su-fascinujuce-tvory-hovori-prirodovedec-hyzny
Žiadne komentáre:
Zverejnenie komentára