Na dnech našich řek probíhají války klonů. Studují je biologové AV ČR

07. 07. 2022

Městečko Liběchov se nachází něco málo přes padesát kilometrů severně od Prahy. Jeho atmosféra je na první pohled poklidná, podobně jako hladiny řek a potůčků v nedalekém Kokořínsku. Na dně vodních toků v této chráněné krajinné oblasti najdeme skvrnitě zbarvené rybky rodu Cobitis. Tito nenápadní živočichové jsou pro vědce z Ústavu živočišné fyziologie a genetiky AV ČR mimořádně zajímaví kvůli svému způsobu reprodukce. Tvoří svoje vlastní klony a jsou tak ideálním modelovým organismem pro evoluční studie.

Sladkovodní sekavci jsou v centru pozornosti Karla Janka z liběchovské laboratoře genetiky ryb Ústavu živočišné fyziologie a genetiky AV ČR. Zajímá ho především způsob rozmnožování těchto ryb. Mezi populací zdejších sekavců se vyskytují hybridi, kteří se nereprodukují pohlavní cestou, jak je u nich běžné. Genom jednoho rodiče a potomků je u hybridů totiž identický. Rozmnožují se klonováním sebe sama.

Skvrnitě zbarvení sekavci žijí zahrabaní v písku na dnech klidnějších řek po celé východní Evropě.

Příběh liběchovského výzkumu sekavců začíná v sedmdesátých letech minulého století. Jeho zakladatel, ichtyolog Petr Ráb z Ústavu živočišné fyziologie a genetiky AV ČR, si tehdy s kolegy z Ruska povšiml, že jak v české, tak i v tamější populaci ryb se nacházejí jedinci s mutací v podobě tří sad chromozomů. „A ve všech případech se jednalo výhradně o samice,“ vzpomíná Petr Ráb na první podněty k bádání. „Navíc, v některých letech z populace sekavců téměř zcela vymizeli všichni samci,“ dodává. Vysvětlením byla takzvaná gynogeneze. Myšlenka, že samci se objevují v cyklech proto, že potomstvo samic s mutací je také výhradně samičí. Laboratorní zkřížení běžného sekavce s mutantní samičkou hypotézu potvrdilo. Vědcům pod rukama vznikla generace hybridů, kteří se dokázali rozmnožovat pouze klonálně.

Liběchovský chov sekavců má za sebou dlouhou historii a přinesl výsledky, které se staly základem řady odborných prací.

Při pohlavním rozmnožování získává potomek polovinu genetické výbavy z vajíčka, druhou polovinu ze spermie. Výsledná DNA je kombinací genomu obou rodičů. Takto se rozmnožuje většina vyšších živočichů. Mezi sekavci ale najdeme samičky, které pohlavní reprodukci vyměnily za klonální. Genom jejich potomka, také samičky, je identický s genomem matky a nijak se nepodobá otci. To ale neznamená, že by tito hybridní sekavci samce nepotřebovali. Jejich vajíčka se nedokážou dělit sama, potřebují samčí spermii. Ta, jakmile vejde do vajíčka, je zničena a DNA otce se vypudí. Vajíčko z ní získává jen proteiny nutné pro svůj vývoj. Sameček pouze investuje reprodukční potenciál, ale nepředá svou genetickou výbavu. Hybridní sekavci se tak chovají jako sexuální parazité.

Ichtyologa Karla Janka z Ústavu živočišné fyziologie a genetiky AV ČR nezřídka práce zavede do kokořínského terénu.

Vracíme se ke zmíněným klidným hladinám říček v Kokořínsku a Karel Janko vzpomíná na svá studia. Právě v těchto místech říčky Pšovka před mnoha lety chytával sekavce, vzorky pro svou disertační práci. Od té doby uplynula spousta vody a dnes i díky jeho výzkumu víme, že za maskou nenápadných rybiček se skrývá jedinečný organismus. Sekavci mají schopnost modifikovat svůj genom a zbavit se některých jeho částí. Proces, který u jiných živočichů vede k degenerativním změnám, ale využívají ke svému prospěchu, přizpůsobují se měnícímu se prostředí. Řeky jsou tedy klidné jen na povrchu, pod jejich hladinou probíhají stěží uvěřitelné genetické proměny.

Více se můžete dočít v časopise A / Věda a výzkum:

2/2022 (verze k listování)
2/2022 (verze ke stažení)