Leopardi su se tako uspešno prilagodili južnoafričkom Kejpu da su genetski unikatni

Životinje iste vrste ne izgledaju uvek isto. Od ptica sa različitim oblicima kljunova do sisara koji se razlikuju po veličini ili boji, populacije koje žive na različitim mestima često mogu izgledati veoma različito.

Mnogo je teže utvrditi zašto ove razlike nastaju. Da li su oblikovane lokalnim sredinama? Ili vođene prirodnom ili seksualnom selekcijom? Ili su jednostavno rezultat slučajnog gubitka genskih varijanti dok populacije postaju izolovane i polako se razilaze tokom vremena?

Preporučujemo

Istraživači su pokušali da odgovore na neka od ovih pitanja tokom proučavanja izvanredne populacije od manje od 1.000 leoparda u Kejpskom florističkom regionu Južnoafričke Republike, oblasti koja obuhvata Zapadni Kejp i delove Istočnog i Severnog Kejpa.

Ovi leopardi su mnogo manji od leoparda na drugim mestima kontinenta – u nekim slučajevima sa samo pola telesne mase. Decenijama istraživači i konzervacionisti raspravljaju da li su leopardi ovog regiona zaista zasebna populacija u smislu njihovih gena, i ako jesu – šta bi moglo uzrokovati tu razliku.

Prethodne genetske studije nudile su samo ograničene odgovore. Većina se oslanjala na mali broj genetskih markera – specifičnih tačaka u DNK gde se mutacije češće dešavaju. Ovo je korisno za pronalaženje velikih obrazaca, ali propušta finije detalje potrebne za razumevanje evolucije populacija.

Radi popunjavanja ove praznine, istraživači su se okrenuli podacima o celom genomu. To znači da umesto potrage za malim regionima DNK gde se očekuju varijacije, analiziraju punu sekvencu uparenih DNK baza koje čine genom leoparda (2,57 milijardi baznih parova ili otprilike 19.000 gena ukupno). Zajedno sa lokalnim stručnjacima i evolucionim biolozima prikupili su mišićno ili kožno tkivo leoparda i uporedili ih sa genomima leoparda iz drugih delova Afrike.

Otkriveno je da su leopardi Kejpa genetski različiti od drugih afričkih leoparda. To je zato što su dugo izolovani od drugih leoparda i prilagodili su se jednom regionu. Ovo ima važne implikacije za konzervaciju.

Leopardi Kejpa: Manji, izolovani i genetski posebni

Leopardi su među najrasprostranjenijim velikim mesožderima na svetu, prisutni širom Afrike i delova Azije. Trenutno je priznato osam podvrsta, uključujući afričkog leoparda (Panthera pardus pardus).

Afrički leopard u najvećem delu podsaharske Afrike pokazuje izvanrednu varijaciju u boji krzna, veličini tela i obliku lobanje. Generalno, leopardi koji žive u otvorenim staništima imaju tendenciju da budu veći i svetliji, dok su oni u šumovitim područjima često manji i tamniji.

Leopardi u Kejpskom florističkom regionu (raznovrsna oblast bogata biljkama koje se ne nalaze nigde drugo na svetu) izuzetak su od ovog obrasca. Relativno su male mase, ali dosad niko nije znao razlog njihovog posebnog izgleda.

Istraživanje je otkrilo da su leopardi Kejpa ne samo manji od drugih afričkih leoparda, već su takođe formirali svoju genetsku grupu, jasno odvojenu od leoparda na drugim mestima južne i istočne Afrike.

Sličan obrazac se pojavio za leoparde iz Gane u zapadnoj Africi. U oba slučaja ima malo dokaza o nedavnom genetskom mešanju sa susednim populacijama.

Leopardi se javljuju i kreću duž čitavog Kejpskog planinskog lanca, koji služi kao utočište za ove mačke. Iza severne i istočne ivice ovog planinskog lanca, čini se da kretanje leoparda prestaje – sa barijerama poput veoma suve polupustinje na severu i znatne ljudske aktivnosti u velikom delu Istočnog Kejpa.

Kako su klimatske promene i uticaj ljudi oblikovali leoparde Kejpa tokom 20.000 godina

Vraćanje u prošlost pomoglo je da se objasni zašto je ova populacija genetski jedinstvena. Analize sugerišu da su ovi leopardi počeli da se razilaze od populacija dalje na istoku pre oko 20.000–24.000 godina, tokom Poslednjeg glacijalnog maksimuma (najhladnije faze poslednjeg ledenog doba).

Ova procenena je dobijena analizom DNK čitavog genoma u cilju rekonstrukcije kad su se populacije podelile i koliko su razmenjivale gene u prošlosti. (Praktično je pročitana njihova zajednička evoluciona istorija, zapisana u genomu.)

Tokom ovog vremena, južna Afrika je postala hladnija i suvlja, sa manje travnjaka i manje hrane, što je otežavalo životinjama da se kreću i prežive, uzrokujući razdvajanje populacija. U novije vreme, broj leoparda je oštro opao u 1800-im i 1900-im godinama, verovatno zbog ljudske lovačke aktivnosti, gubitka staništa i sistema nagrađivanja koji su podsticali farmere da ubijaju leoparde. Godine 1968. je okončano takvo nagrađivanje i populacija leoparda je počela da se oporavlja dok su se povećavali konzervacioni napori.

Pošto su bili izolovani od drugih leoparda i lovljeni, očekivalo se da će istraživanje pokazati da su leopardi Kejpa genetski osiromašeni (usled srodničkog parenja u malim populacijama i gubitka genetskog diverziteta). Nizak genetski diverzitet otežava populacijama da se prilagode na nove pretnje kao što su klimatske promene, bolest i pritisak ljudi. Međutim, otkriven je samo neznatno niži genetski diverzitet u poređenju sa ostalim afričkim populacijama – što je zaista pozitivan nalaz.

Tragovi u genomu ukazuju na adaptaciju

Istraživači su takođe želeli da saznaju zašto su leopardi Kejpa manji po veličini. Pronađeno je oko 90 gena koji su bili uobičajeniji kod ovih leoparda, povezanih sa veličinom tela, mišićima, kostima i potrošnjom energije. Ove razlike su imale smisla pošto sredina u kojoj žive ima mnogo manji, ređe distribuiran plen nego druga staništa leoparda. Leopardi Kejpa se uglavnom hrane vrstama kao što su damani Procavia capensis i antilope Oreotragus oreotragus i Raphicerus melanotis.

Ovi genomski signali sugerišu da su ovi leopardi mali jer su se tako adaptirali, a ne samo zbog izolacije ili genetskog drifta.

Zašto je ovo važno za očuvanje

Populacije koje su genetski različite i lokalno prilagođene često se opisuju kao evoluciono značajne. To znači da predstavljaju specifičnu granu evolucione istorije vrste i potrebna im je posebna zaštita da bi mogle nastaviti da se prilagođavaju budućoj promeni.

Leopardi u Kejpskom florističkom regionu zauzimaju teren koji se razlikuje od bilo kog drugog u južnoj Africi, oblikovan niskom dostupnošću plena, posebnom vegetacijom i brzo širećim ljudskim populacijama. Veliki ograđeni rezervati su retki i leopardi se često kreću preko poljoprivrednog i prigradskog terena, gde je sukob sa ljudima čest.

Da bi se ovi leopardi sačuvali, njihova staništa moraju biti povezana kako bi se mogli neograničeno kretati, bezbedni od progona. Krivolov i smrt na putevima su dve dodatne pretnje koje treba rešiti da bi se osigurao opstanak leoparda. Saradnja sa zemljoposednicima i zajednicama je od suštinskog značaja za zaštitu.

Očuvanjem ovih leoparda ne samo da se čuva ikonički predator, već i evoluciono nasleđe oblikovano hiljadama godina jednim od najizuzetnijih pejzaža na afričkom kontinentu.

(Telegraf Nauka/Phys.org)