Pokrewieństwo wśród koralowców – jak odległe więzi rodzinne kształtują zbiorowe zachowania złożonych gatunków ryb?
Badanie ewolucji społecznej, w szczególności złożonych grup, w których tylko nieliczni wybrańcy mają możliwość rozmnażania i przekazywania swoich genów, wciąż stanowi zagadkę dla naukowców. Nie ma jasności co do tego, w jaki sposób geny sprzyjające współpracy społecznej są przekazywane w obliczu rezygnacji niektórych osobników z łączenia się w pary. Tradycyjnie badania w tym obszarze ograniczały się do zwierząt lądowych, takich jak ptaki, ssaki i owady eusocjalne(odnośnik otworzy się w nowym oknie). Jednak morskie formy życia, w szczególności ryby morskie, które żyją w złożonych grupach, stwarzają wyjątkową okazję do poszerzenia naszego zrozumienia ewolucji społecznej.
Fascynujące organizmy morskie
„Niektóre ryby morskie, takie jak ryby koralowe – babki(odnośnik otworzy się w nowym oknie) i błazenki(odnośnik otworzy się w nowym oknie) badane w ramach naszych prac, są fascynujące ze względu na ich złożone struktury grupowe. W ramach tych grup funkcjonuje tylko jedna para reprodukcyjna, z kilkoma podrzędnymi parami niereprodukcyjnymi”, zauważa Theresa Rueger, badaczka University of Exeter i koordynatorka projektu SoEvoFish, który otrzymał dofinansowanie ze środków działania „Maria Skłodowska-Curie”(odnośnik otworzy się w nowym oknie). „Ryby te utrzymują również mutualistyczne relacje z koralowcami i ukwiałami, w których mieszkają. Ich grupy różnią się od konwencjonalnych rodzinnych struktur społecznych obserwowanych u zwierząt lądowych, głównie dlatego, że ryby morskie mają rozproszone stadium larwalne, które rozbija więzi rodzinne”, dodaje Rueger. Oznacza to, że pokonują one duże odległości, zanim osiądą na rafie. Nie ma zatem pewności, czy będą miały szansę osiedlić się w pobliżu swoich bliskich krewnych.
Zawiłe struktury społeczne i symbiotyczne więzi
Celem projektu SoEvoFish było opracowanie nowego modelu, który pozwoliłby lepiej zrozumieć ewolucję społeczną tych morskich stworzeń. Podjęto próbę przetestowania hipotezy doboru krewniaczego(odnośnik otworzy się w nowym oknie) na podstawie analiz genetycznych i obserwacji ich relacji z mutualistycznymi żywicielami w ramach długofalowych badań terenowych. Zanim odczuwalne stały się uciążliwe skutki pandemii, członkom projektu udało się odbyć pierwszą wyprawę terenową w październiku 2019 roku i pobrać do analizy próbki genetyczne zarówno od babek, jak i błazenków. Wyniki były intrygujące. „Odkryliśmy, że ryby żyjące w tej samej grupie były bardziej spokrewnione niż te w szerszej populacji. Nie byli to członkowie najbliższej rodziny, na przykład rodzeństwo, ale raczej dalecy krewni - zbliżeni do kuzynów drugiego stopnia", podkreśla Rueger. „To nieoczekiwane odkrycie sugeruje, że odległe pokrewieństwo może potencjalnie wpływać na ewolucję życia grupowego tych gatunków”. Uczestnicy projektu przeprowadzili również doświadczenie laboratoryjne z wykorzystaniem błazenków i ukwiałów we współpracy z profesorem Peterem Bustonem z Uniwersytetu Bostońskiego. Zespół zaobserwował, że ryby hodowane na większych ukwiałach rozwijały się w szybszym tempie. Odkrycie to sugeruje wiarygodną hipotezę wyjaśniającą zasady życia w grupie: Dominujący reproduktorzy mogą tolerować jednostki, które nie uczestniczą w reprodukcji, ponieważ większe grupy ryb mogą zdobywać większe ukwiały. Z kolei większe ukwiały ułatwiają szybszy wzrost i rozmnażanie reproduktorów. „Zasadniczo osobniki podrzędne są dalekimi krewnymi, którzy ostatecznie odziedziczą obszar, który zamieszkują”, stwierdza Rueger. Obecnie zespół projektu przeprowadza kolejne badanie terenowe w Papui Nowej Gwinei, aby zweryfikować te odkrycia w naturalnym środowisku ryb. Jednocześnie w trakcie obowiązywania ograniczeń w przemieszczaniu się, badacze nawiązali współpracę z australijskimi naukowcami morskimi w celu przeprowadzenia przeglądu aktualnego stanu wiedzy na temat ewolucji społecznej ryb morskich. Ich przegląd, który zyskał aprobatę środowiska, przedstawia zarys przyszłych prac, jakie są potrzebne do rozwikłania tych ewolucyjnych zagadek.
Model mutualizmu dla wszystkich zwierząt
Projekt SoEvoFish poczynił znaczne postępy w odkrywaniu mechanizmów ewolucji społecznej, przybliżając nas do uniwersalnych ram mających zastosowanie do wszystkich kręgowców w złożonych społeczeństwach. W przyszłości naukowcy posłużą się modelami matematycznymi do stworzenia ram ewolucji społecznej, które obejmą partnerów mutualistycznych. „Ten krok rozszerzy znaczenie naszej pracy na wszystkie zwierzęta w bliskich relacjach mutualistycznych, wykraczając poza nasze organizmy modelowe”, podsumowuje Rueger.
