Zahlavi

Dospělost v rekordně krátkém čase

Dospělost v rekordně krátkém čase

10. 08. 2018

Halančíci – mimořádně krátkověké drobné ryby afrických savan – dospívají už za pouhé dva týdny – nejrychleji ze známých obratlovců. Přímo ve východní Africe zkoumal tyto "instantní ryby", jak se jim někdy říká, tým Martina Reicharda z Ústavu biologie obratlovců AV ČR. Výsledky aktuálně publikoval prestižní časopis Current Biology.

Halančíky rodu Nothobranchius, jichž je v současné době známo už více než 60 druhů, evoluce dokonale vybavila k přežití každoročního vysychání jejich přirozeného prostředí ve východoafrických savanách. Období sucha překonají ve formě jiker, které mají speciální obal chránící embryo, čímž mu umožní vyčkat ve vyschlé zemi na příchod dalšího období dešťů. Díky těmto unikátním schopnostem jsou halančíci předmětem výzkumu, který pomáhá poznávat obecné zákonitosti procesu stárnutí.

Život v nejvyšší rychlosti

V oblastech s omezenými sezonními srážkami jsou tůně naplněné vodou jen po extrémně krátkou dobu – v řádech týdnů, takže i životní cyklus halančíků je omezen na tuto krátkou dobu. Líhnou se už během několika hodin po naplnění tůně a ihned začínají nemilosrdný souboj s časem s jediným cílem, co nejdříve dospět a rozmnožit se.

081018_Kaluž
Experimentální tůňka ve východoafrickém terénu

Životní cyklus halančíků se proto stal předmětem laboratorních i terénních výzkumů na několika pracovištích v Evropě, USA a Asii. Martin Reichard a jeho kolegové z Ústavu biologie obratlovců AV ČR se zaměřili na evoluční ekologii tří druhových komplexů tohoto rodu v oblasti jižního a středního Mosambiku a v rámci probíhajícího projektu Grantové agentury ČR se vydali zkoumat vývoj a proces stárnutí krátkověkých halančíků přímo do jejich přirozeného prostředí východoafrické savany. Zjistili, že v přírodních populacích mohou tyto ryby dospět během neuvěřitelných 14 dnů.

Extrémně rychlé dospívání

Schopnost halančíků dosáhnout dospělosti v nevídaně krátkém čase má svůj přirozený hluboký důvod: může často hrát zásadní roli pro přežití dané populace. Vždyť některé tůně vyschnou i za méně než tři týdny od naplnění. Navíc je takto extrémní věk dospělosti rekordem mezi obratlovci a ukazuje, čeho může evoluce v těchto unikátních životních podmínkách dosáhnout.

Už předchozí studie týmu z Ústavu biologie obratlovců naznačila, že v zajetí jsou halančíci schopni za vhodných podmínek extrémně rychle růst a dospět za méně než tři týdny. Toto rychlé dospívání však bylo připisováno nadstandardním podmínkám chovu v zajetí. Následné výzkumy v terénu však ukázaly, že ve volné přírodě halančíci rostou a dospívají ještě mnohem rychleji. Právě tyto nové poznatky publikoval 6. srpna prestižní časopis Current Biology.

Halančíci odhalují tajemství stárnutí

Halančíci rodu Nothobranchius se pro biology stali výborným modelovým organismem ke studiu obecných procesů spojených se stárnutím. Jejich pochopení může znamenat významný přínos i pro lékařské obory. Obecně totiž ke stárnutí dochází v důsledku hromadění problémů během molekulárních, buněčných a fyziologických pochodů, kvůli nimž se snižuje schopnost organismu udržovat homeostázu, tedy stabilní vnitřní prostředí nezbytné pro jeho fungování a existenci.

081018_Experiment
Ilustrace postupu experimentů

Kombinací dat z laboratorních pokusů a terénních pozorování vědci v Ústavu biologie obratlovců AV ČR prokázali, že proces extrémně rychlého stárnutí (senescence) halančíků není zkrácené, ale zrychlené.

Během života se u nich tedy projevují všechny hlavní aspekty stárnutí u obratlovců (oxidační stres v tkáních, nárůst výskytu tkáňových nádorů, pokles plodnosti, změny v genové expresi). To vše vedlo v laboratoři k úmrtnosti zkoumaných halančíků ve věku 10–20 týdnů.

Terénní výsledky pak prokázaly vysokou proměnlivost v délce života u přírodních populací, což souvisí s odlišnou dobou vysychání a různou délkou existence tůní v oblasti výskytu halančíků. Získané poznatky dále ukázaly, že délka života a funkční senescence v přirozených populacích halančíků spolu úzce souvisí a jsou podmíněny geneticky.

Související články:

Ročenka Akademie věd ČR 2015–2016, strana 61–62 (PDF) 

Řekni, kde ty ryby jsou…o telemetrickém sledování ryb

Předsedkyně navštívila úspěšné pracoviště ve Studenci

Připravili Alena Fornůsková a Martin Reichard, Ústav biologie obratlovců AV ČR, ve spolupráci s Janou Olivovou, Divize vnějších vztahů SSČ AV ČR.
Foto: Ústav biologie obratlovců AV ČR