• 1
  • 2
  • 3

Pochwała różnorodności, cz.II

 

Skąd się wzięły pstrągi?
Historia ewolucji pstrągów potokowych ginie w pomroce dziejów – szacuje się, że wyodrębnienie w ramach rzędu Salmo ginącej obecnie linii genetycznej pstrąga „marmurowego” (Salmo marmoratus) nastąpiło 1-3 mln lat temu. Zasięg naturalnego występowania pstrągów potokowych obejmuje całą Europę, północno-zachodnią Afrykę po góry Atlas i Azję aż po Jez. Aralskie i Turcję. Większość obszaru Europy poddana była oddziaływaniu zlodowaceń, które wyparły większość gatunków z jej terenu. Ostatnie zlodowacenie ustąpiło 10 - 20 tys. lat temu. Wtedy też nastąpiła wielka wędrówka pstrągów z obszarów południowej Europy i ze zlewiska Wołgi do połączonej wtedy z nimi drogami wodnymi północnej Europy. Ten okres stanowi początek występowania rodzimych populacji pstrągów i ich przystosowania do lokalnych środowisk na obszarze od Islandii i Wysp Brytyjskich na zachodzie, przez obszar położony na północ od Alp, aż po wschodnią Europę.

jkow08 01
Wyniki badań genetycznych i obserwacji wskazują na ewolucyjny, genetyczny charakter tych przystosowań, które obejmują wiele cech w tym zachowania migracyjne i tarłowe, pokrój i wzrost ciała, wiek i rozmiar przystąpienia do pierwszego tarła, dostosowanie do pobieranego pokarmu itp. Wzór genetyczny populacji poszczególnych dorzeczy i zlewni został ukształtowany m.in. w wyniku izolacji poszczególnych populacji. Zwierzęta lądowe wykazują większe możliwości przystosowania i wzbogacania puli genowej, ponieważ nie ograniczają ich warunki terytorialne. Pstrągi nie są w stanie przemieszczać się między dorzeczami.

Dlatego też, aby lepiej zobrazować te przystosowania posłużę się przykładem przystosowań ludzi do różnych środowisk życia. Barwa skóry, kształt nozdrzy, szpary powiek, odporność na niskie lub wysokie temperatury, rozmiary ciała, długość kończyn, enzymatyczne dostosowanie się do przyjmowanych pokarmów, immunologiczna obrona przed chorobami - to najbardziej podstawowe cechy dziedziczone, różniące rodzime populacje ludzkie. Mamy możliwość obserwowania niewielu z tych przystosowań w obecnej dobie masowych migracji ludzi i ich następstw, ale ciągle łatwym do zrozumienia przykładem jest wygląd czarnoskórych, długonogich Masajów o szerokich nozdrzach, podążających za swoimi stadami przez gorące sawanny Afryki. Takimi samymi ludźmi są niscy, krótkonodzy Eskimosi o wąskich nozdrzach i wąskich jak szparki oczach, których niemowlęta ssą surowe żebro foki i raczkują nago w „ciepłym” igloo, w którym panuje temperatura niewiele poniżej zera. To zasób różnych odmian genów zapewnił gatunkowi ludzkiemu możliwości dostosowania do tak skrajnie odmiennych warunków życia i pozwolił zasiedlić całą Ziemię.
Na podstawie badań genomu ludzkiego, zwłaszcza przekazywanego przez pokolenia DNA mitochondrialnego stwierdzono, że pochodzimy od afrykańskiej pramatki, które to dziedzictwo posiadają zarówno Masajowie jak i Eskimosi.

Innym rodzajem przystosowania jest środowiskowa adaptacja do sposobu życia i żywienia, których zmiana może prowadzić do zwiększonego występowania tzw. chorób cywilizacyjnych jak np. u Japończyków, którzy nagle „zamerykanizowali”, czy „zeuropeizowali” swój sposób życia i dietę, co jest uznawane za przyczynę dramatycznego wzrostu częstości występowania u nich nowotworów, choroby wieńcowej, cukrzycy itp.
Jeszcze innym przykładem jest zdziesiątkowanie Indian południowoamerykańskich przez choroby zawleczone tam przez konkwistadorów, przeciw którym rodzima, południowoamerykańska populacja ludzi nie miała wykształconych mechanizmów obronnych.

Może ktoś powiedzieć, że przecież obecnie następuje wielkie pomieszanie ras ludzkich i wszyscy „dają sobie radę” w zmienionych warunkach bytowania. Oczywiście, nawet Masaj może przeżyć w stacji polarnej, ale musi być wyposażony w ogrzewanie, klimatyzację, odpowiednie ubranie, antybiotyki, środki chemiczne, środki techniczne, okulary chroniące oczy przed światłem słonecznym wzmocnionym odbiciem od śniegu i lodu itp. Na pewno nie byłby w stanie „podtrzymać gatunku” w warunkach życia Eskimosów. Również brak przystosowania do bytowania w warunkach dnia i nocy polarnej uniemożliwiłoby długotrwałe przebywanie w „obcym” środowisku wykazując istotność populacyjnego przystosowania do dobrego funkcjonowania w określonych warunkach. Na marginesie warto zauważyć, że ryby tym wyposażeniem technicznym nie dysponują i ich przeżycie w nowych warunkach jest zależne od biologicznych mechanizmów przystosowawczych.

Kolejnym przykładem wrażliwości na obce środowisko jest częstość występowania nowotworów skóry u ludzi rasy białej mieszkających w obszarach o dużym nasłonecznieniu. Ich jedynym ratunkiem jest przebywanie w cieniu, używanie ubrań i kremów z filtrami UV. Tych problemów nie mają rdzenni mieszkańcy tych terenów posiadający odpowiednią, ochronną pigmentację skóry. Na podstawie tych przykładów chciałbym zaprezentować garść informacji o podstawach genetyki.

 

Wartość genów
Każdy gatunek jest wyposażony w zespół cech opisanych w postaci kodu genetycznego w DNA znajdującym się wewnątrz każdej komórki. W jądrze komórki znajduje się materiał genetyczny w połowie pochodzący od każdego z rodziców. Między poszczególnymi genami zachodzi cały szereg wzajemnych, skomplikowanych zależności, których efektem jest tzw. ekspresja genu, powodująca syntezę odpowiednich białek budulcowych i enzymatycznych. Geny występują w wielu odmianach, a pula genów w obrębie gatunku decyduje o zdolności jego przystosowania do różnych środowisk. Napotykając na nowe warunki gatunek przystosowuje się przez selekcję osobników zawierających zespół cech zapewniających najlepsze funkcjonowanie w tym środowisku. Osobniki męskie i żeńskie instynktownie lub świadomie wybierają partnerów seksualnych w taki sposób, aby zapewnić swemu potomstwu najlepsze warunki przetrwania. Mechanizm ten zwany doborem naturalnym jest podstawowym mechanizmem ewolucji. To dzięki niemu gatunek Homo sapiens zajmował obszary coraz dalej położone od Afryki i dotarł nawet do Antarktyki. Warunkiem występowania doboru naturalnego jest obecność maksymalnego zróżnicowania genetycznego w obrębie gatunku. Zubożenie puli genowej zmniejsza lub całkowicie uniemożliwia przystosowanie do nowych warunków.

Liczba genów jest ogromna, a każdy z genów posiadać może wiele odmian zwanych allelami. Liczba kombinacji kodu genetycznego jest praktycznie nieograniczona – dzięki temu powstają unikalne cechy pozwalające rozpoznać np. unikalny dla każdego człowieka wzór odcisków palców albo potwierdzić lub wykluczyć z najwyższą pewnością ojcostwo na podstawie analizy genetycznej. Jednocześnie, mimo unikalności każdego osobnika pewne cechy są wspólne, dominujące, co pozwala np. na przetaczanie krwi dobranej dla biorcy w oparciu o kilka podstawowych, wspólnych dla wszystkich ludzi parametrów (grupa krwi i czynnik Rh).

Nasz gatunek, podobnie jak inne gatunki kręgowców ma tylko względnie ograniczony zakres występowania odrębnych populacji o specyficznych przystosowaniach, może migrować w poszukiwaniu sprzyjających warunków.
Populacja w obrębie gatunku, przystosowująca się do warunków środowiska selekcjonuje w tym celu niewiele genów, a wszystkie pozostałe pozostawia w stanie najwyższego zróżnicowania. Ta cecha zapewnia dalszy przebieg procesów ewolucyjnych w obrębie tej populacji. Zróżnicowanie to jest zapewniane przez losowe kojarzenie par genów w obrębie populacji, np. przez niedopuszczanie do powstawania potomstwa osobników blisko spokrewnionych. W tym celu reprodukcyjna część populacji musi mieć odpowiednią liczebność. Populacja mało liczna siłą rzeczy dochodzi do poziomu reprodukcji zwanego chowem wsobnym, kiedy to genami wymieniają się osobniki spokrewnione, a poszczególne geny tracą swoje allele. Tak małe zróżnicowanie genetyczne powoduje ekspresję genów kodujących deformacje i rozwój cech śmiertelnych dla osobników i w efekcie dla populacji. Zdarzenia będące przyczyną takiego zubożenia genetycznego populacji są nazywane „wąskimi gardłami” lub w literaturze anglojęzycznej jako (bliższe nam) „szyjki od butelki” (bottlenecks) i wywołują efekt zwany efektem lejka (funneling effect). Takimi czynnikami mogą być np. niedobór stanowisk dla poszczególnych grup wiekowych w populacji, niedobory pokarmowe, nadmierna eksploatacja prowadząca do zmniejszenia liczebności populacji poniżej poziomu zapewniającego podtrzymanie genetycznej różnorodności populacji.

Opisane powyżej w telegraficznym skrócie podstawy genetyki doprowadziły do uznania bioróżnorodności za podstawową wartość dla ochrony zasobów naturalnych w celu zapewnienia ich trwania oraz w celu utrzymania postępu ewolucji gatunków.

Populacje pstrągów są szczególnie narażone na zubożenie genetyczne. Sposób składania ikry sprawia, że zapłodnione jaja nie mogą być przeniesione do innych środowisk. Ich jedyną szansą jest stworzenie następnego pokolenia bytujących w tej samej zlewni pstrągów. W warunkach naturalnych migracje łososiowatych są ograniczone do dorzeczy lub zlewni jezior, nawet formy wędrowne wykazując „homing instinct”, czyli instynkt powrotu do miejsca urodzenia, powracają do strumieni, w których przyszły na świat i nie krzyżują się z innymi populacjami. Wiele populacji pstrągów potokowych (Salmo trutta ) jest traktowanych jak odrębne gatunki i prawdopodobnie jest tylko kwestią czasu, kiedy ustalona przez Linneusza filogenetyczna klasyfikacja pstrągów potokowych na S. trutta m. trutta, S. trutta m. fario i S. trutta m. lacustris odejdzie do lamusa. Obecnie wyodrębnia się pięć głównych linii genetycznych pstrąga potokowego, a w obrębie poszczególnych linii są odmiany genetyczne uznawane przez wielu badaczy za odrębne gatunki.

Według badań genetycznych gatunki pstrągów Salmo trutta i Oncorrhynchus clarki należą do najbardziej zróżnicowanych genetycznie gatunków spośród znanych obecnie kręgowców. Genetycznie każda populacja naturalnie przystosowana do środowiska, w którym żyje może być traktowana jako podgatunek. Niekiedy kilka takich podgatunków zamieszkuje jedno środowisko i ich przystosowanie sprawia, że nie krzyżują się ze sobą (tzw. sympatric populations). Kapitalnym przykładem takiego zróżnicowanego przystosowania są odmiany pstrągów zamieszkujące jezioro Melvin w zachodniej Irlandii szczegółowo badane przez Andrew Fergusona z Królewskiego Uniwersytetu w Belfaście (Irlandia Pn.). W jeziorze tym zamieszkują trzy specyficzne odmiany pstrągów potokowych nazwane gillaroo, sonaghen i ferox. Gilaroo jest dużym, szybko rosnącym pstrągiem, przebywa głównie w strefie przydennej w pobliżu brzegów i skalistych wysepek, żywiąc się głównie ślimakami, małżami; sonaghen (Salmo nigricans) jest stosunkowo mały, ale wyposażony w duże płetwy, przystosowany do życia w otwartej toni, żywiący się owadami i drobnymi organizmami wodnymi; ferox – rybożerny, największy z nich, najszybciej rosnący, bytujący w głębokich partiach jeziora, rzadko przebywający bliżej powierzchni. Wszystkie te odmiany pstrąga różnią się także pokrojem i proporcjami ciała oraz ubarwieniem. Najbardziej zastanawiającą cechą tych trzech różnych pstrągów jest fakt, że nie krzyżują się one między sobą w warunkach naturalnych. Jest to związane głównie ze specyficznym przystosowaniem do odbywania tarła wspomaganym przez „homing instinct”. Gillaroo wyciera się w jedynej rzece wypływającej z jeziora. Ferox wyciera się w dolnym odcinku jednego z dopływów jeziora, zaś sonaghen odbywa tarło w górnych partiach dopływów jeziora, w tym w dopływie, w którym wyciera się ferox. Co ciekawe, w tym samym jeziorze żyją również „zwykłe” pstrągi potokowe oraz wchodzą wędrowne formy pstrągów (trocie), które również nie krzyżują się między sobą ani z trzema poprzednio wymienionymi odmianami. Podobne współistniejące, nie krzyżujące się populacje odkryto w innych jeziorach Irlandii oraz w Skandynawii. Ten fenomen adaptacyjny pstrągów dotyczący geograficznej lub czasowej separacji tarła oraz precyzyjny „homing instinct” były niekiedy mechanizmami obronnymi rodzimych populacji przed krzyżowaniem się z wsiedlanymi, obcymi odmianami pstrągów.

Takie właśnie, w największym skrócie, dziedzictwo obejmujemy mając do czynienia z rodzimą populacją pstrągów. Naszym wspólnym obowiązkiem jest zachowanie bioróżnorodności tego wspaniałego gatunku i to na poziomie populacji zamieszkujących każde z izolowanych dorzeczy.
Ochrona Salmo trutta na poziomie gatunku nie jest wystarczająca!!!!!!!!!

o mnie
Wędkarz „od zawsze” (w PZW od 1968 r.). Członek Koła Miejskiego w Krośnie i (1981 – 1986) i Akademickiego Klubu Wędkarskiego „Bzdykfus” w Warszawie – jednej z „kuźni” wędkarskich talentów w Polsce. Muszkarz od 1975 r. Wtedy dostał pierwszą muchówkę, łowił na czeski „kabel” i zielony kołowrotek „Tokoz”, w którym linka notorycznie wpadała pod szpulę. W latach 80-tych związał się z sportem muchowym. Przez dwa lata - do 1988 roku, był asystentem trenera kadry. W 1989 przejął kadrę i samodzielnie prowadził ją na zawodach mistrzowskich aż do 1997 r. W latach 1991 – 1997 pełnił funkcję Wiceprezydenta FIPS-Mouche (Federation Internationale de Peche Sportive – Mouche, Międzynarodowej Federacji Wędkarskiego Sportu Muchowego), był również przewodniczącym Komisji Technicznej. Od 1997 roku jest Prezydentem FIPS-Mouche i obecnie sprawuje tą zaszczytną funkcję drugą kadencję.
Inne artykuły autora

Nasi partnerzy