Australijskie koty łożyskowe

Greg Mayer

2015-12-17

Australia jest wymarzonym światem dla zoogeografa – jest to najbardziej spektakularnie wyróżniające się miejsce na Ziemi i wiemy dlaczego tak jest. Około 250 milionów lat temu większość płyt kontynentalnych świata połączyła się w jeden superkontynent – Pangeę. Podczas mezozoiku („Epoki gadów”) Pangea zaczęła rozłamywać się i wiele dzisiejszych południowych kontynentów (Ameryka Południowa, Afryka, Antarktyda, Australia i Indie) odsuwały się od nieco mniejszego superkontynentu Gondwany.

Kontynentalny rozłam trwał i różne części Gondwany oddzielały się od siebie (stąd tradycyjne zawołanie geologów-irredentystów: „Zjednoczyć Gondwanę!). Afryka, Indie i, najpóźniej, Ameryka Południowa w końcu uderzyły w północne masy kontynentalne, tworząc ciekawą geologię i – co najważniejsze dla zoogeografii – pozwalając dużym zwierzętom lądowym na przechodzenie między głównymi masywami lądowymi. Takie zwierzęta nie przenoszą się na ogół „okazjonalnymi środkami transportu”, które pozwalają ptakom, nietoperzom i mniejszym zwierzętom na przemierzanie większych lub mniejszych obszarów morskich; duże zwierzęta potrzebują do rozprzestrzeniania się drogi, która mogą przejść suchą stopą.

W odróżnieniu jednak od tych innych pozostałości Gondwany Australia – przynajmniej na razie – nie zetknęła się z północnymi masami lądowymi, a więc przetrwała w długim i nieprzerwanym okresie przewybornej izolacji, w którym to czasie powstały unikatowe formy endemiczne i rozdzieliły się między olbrzymią rozmaitość nisz ekologicznych zajmowanych w reszcie świata przez różne linie rodowe. Najsłynniejsze z nich są torbacze australijskie, które przeszły radiację adaptacyjną, co Jerry opisał w czwartym rozdziale Ewolucja jest faktem.

Adaptacyjna radiacja i konwergencja u torbaczy australijskich (Rys. 20 z Ewolucja jest faktem © Kapi Monoyios).

Ta radiacja wprowadziła torbacze do większości nisz ekologicznych zamieszkiwanych w reszcie świata przez zwierzęta łożyskowe – drapieżniki, roślinożerne, kopytne, kopacze, owadożerne itd. Dwie rzeczy są ewidentne w radiacji torbaczy australijskich. Pierwsza, że konwergencja może prowadzić do niezwykłego podobieństwa, kiedy odlegle spokrewnione linie adaptują się do podobnych środowisk – Jerry pokazuje to na rycinie powyżej; ale, druga, że czasami formy zamieszkujące te same nisze ekologiczne mogą być zupełnie inne.

Widzimy jedno i drugie, kiedy myślimy o tym, które zwierzęta są dużymi dominującymi ssaczymi mięsożercami i roślinożercami. Wszędzie na Ziemi poza Australią są to koty, psy, bydło i jelenie (bydło w znaczeniu rodziny Bovidae, w tym antylopy, kozy itd.). W Australii dominującymi mięsożercami są wilkowory tasmańskie, rdzenne koty (stąd w tytule figurują koty łożyskowe, żeby wyjaśnić o które mi chodzi) i diabły tasmańskie. Czaszka wilkowora jest zdumiewająco podobna do wilka, pokazując bliską konwergencję kształtu i uzębienia do wilka łożyskowego. Rdzenne koty otrzymały tę nazwę, ale są mniej podobne do kotów; a diabły tasmańskie są właściwie sui generis. Dominującymi dużymi roślinożernymi w Australii są kangury: zamiast równin pełnych bawołów i antylop Australia pełna jest kangurów. Chociaż jedzą podobny rodzaj roślin, ich sposób poruszania się jest zaskakująco inny, co pokazuje, że bliska konwergencja nie jest nieunikniona. (W przeszłości istniały torbacze podobne do kopytnych, ale obecnie są wymarłe.)

Nasunął mi to wszystko na myśl nowy artykuł w „BMC Evolutionary Biology” Katrin Koch i współpracowników o kotach łożyskowych w Australii. Przez kilka już tysiącleci w dodatku do okazjonalnych środków transportu inny czynnik pozwalał zwierzętom przemierzać morza – ludzki transport. I od tysięcy lat człowiek przełamuje dziesiątki milionów lat izolacji Australii przez sprowadzanie rozmaitych zwierząt łożyskowych. Najsłynniejszym z nich jest dingo, zdziczałe potomstwo psów sprowadzonych z Azji południowowschodniej około 4,5 tysiąca lat temu. Od czasu osiedlenia się tam Europejczyków liczba importowanych ssaków – dzikich i udomowionych – wzrosła dramatycznie.

Kiedy zderzają się regiony zoogeograficzne: zdziczały kot w Queensland pożerający zabitego przez samochód kangura, Joe Scanlan via Daily Mail.

W starannym przeglądzie danych historycznych (który zawiera to pamiętne zdanie w dziale opisującym metody: “Nawiasem mówiąc, odkryłem, że autorzy indeksów książek rzadko wymieniają w indeksach ‘kota’”) Ian Abbott (2002) pokazał, że mimo możliwości, że koty zostały przywiezione do Australii wcześniej przez Aborygenów, malajskich trepangerów (poławiaczy strzykw – wspaniale, że istnieje na to słowo!) lub rozbitków morskich, wydaje się, że pierwsze koty przywieźli najwcześniejsi osadnicy europejscy pod koniec XVIII wieku. Mapa poniżej pokazuje miejsca, do których prawdopodobnie zostały wprowadzone koty (strzałki) oraz daty zapisów o pojawieniu się kota (kropki):

Rys. 2 z Abbott (2002).

Koch z kolegami oglądali mikrosatelitarne i mitochondrialne sekwencje DNA – dwie równie szybko ewoluujące części genomu, a więc dobre do badania filogenetyki wewnątrzgatunkowej - u ponad 200 zdziczałych kotów z Australii Zachodniej i kilku wysp wokół Australii, włącznie z dalekimi, jak Cocos (Keeling) Islands (grupa wysp, gdzie koty są problemem z powodu niszczenia przez nie dzikich zwierząt: Algar et al., 2003) i Christmas Island.

Odkryli, że koty z Australii Zachodniej i dużej wyspy Tasmanii są genetycznie dość podobne (czerwone obszary na rysunku), podczas gdy na mniejszych wyspach są genetycznie bardziej odmienne, włącznie z wyspą bardzo blisko lądu (Dirk Hartog Island, DHI–zielona), jak również na dwóch bardzo odległych wyspach Cocos (żółta) i Christmas (niebieska). Co dziwne, dwie mniejsze wyspy na południowowschodnim wybrzeżu Australii są zgrupowane z wyspą Christmas. Małe populacje na wyspach mogą odejść od głównej grupy z powodu losowych wpływów genetycznych (efekt założyciela lub dryf genetyczny) lub różnic selektywnych (wpływ innego środowiska na wyspach). Na podstawie tych danych trudno to jednak odróżnić.

Rys. 2 Koch i in. (2015). Mapa Australii, Azji Południowowschodniej i Europy z możliwymi trasami inwazji. Możliwe trasy inwazji kotów na mapie Australii i Azji Południowowschodniej z Europy (EU) w górnym, lewym rogu. Strzałki wskazują trasy inwazji z największym poparciem modelu filogeograficznego doboru (model 10 szare strzałki; dalsze szczegóły w Additional file 4: Rys. S3). Wykres STRUCTURE pokazuje pochodzenie (K = 4) wywnioskowane z danych mikrosatelitarnych sekwencji DNA dla lądu Australii, wysp Australii i Azji Południowowschodniej. Każdy indywidualny kot jest reprezentowany przez jedną linię prostą na wykresie dla każdej lokalizacji.

Artykuł wywołał niewielką sensację w mediach (Jerry wspomniał tutaj o publikacji w “New York Times”) i większość mediów oznajmiała, że pokazuje on, iż koty australijskie pochodzą z Europy, nie zaś z Azji Południowowschodniej. Artykuł istotnie pokazuje, że ze znalezionych przez zespół 63 haplotypów mitochondrialnych 25 istnieje także w Europie (dane europejskie pochodzą z innej pracy innego zespołu). Dla rozróżnienia jednak źródeł kolonizacji potrzebne są próbki ze wszystkich potencjalnych źródeł, stwierdzenie, czy populacje źródłowe mają jakieś diagnostyczne lub charakterystyczne allele lub mutacje, a potem zobaczenie, czy znajdują się one w populacjach skolonizowanych (tj. australijskiej). Zespół Koch miał jednak tylko trzy nieaustralijskie koty – jeden z Celebes i dwa z Borneo. (Co dziwne, mówią o nich jako „malezyjskich” kotach, a także używają tego określenia na siedemnastowiecznych trepangerów malajskich. Malezja jednak jest tworem politycznym XX wieku, a Celebes jest w Indonezji, nie w Malezji, więc należało użyć określenia malajski, które jest odpowiedniejsze dla tego kulturowo/lingwistycznie/geograficznego regionu.)

Te trzy grupy malajskich kotów grupują się z australijskimi kotami z głównego lądu. Na tak skromnej podstawie nie możemy jednak wyciągać wniosków o stosunkowym znaczeniu dwóch potencjalnych obszarów źródłowych. Choć autorzy piszą, że ich dane „wskazują na głównie europejskie pochodzenie zdziczałych kotów Australii”, zastrzegają, że „Ostrożność jest jednak potrzebna przy wnioskowaniu o udziale kotów azjatyckich w historii kociej kolonizacji Australii z powodu małej liczby w próbie azjatyckiej”. Istotnie, możemy być pewni, że znaczna, jeśli nie największa część przodków kota australijskiego jest europejska, ale to dzięki historycznym badaniom Abbotta (2002). Genetyczna praca Koch i in. kładzie podstawy pod dalsze badania zróżnicowania genetycznego kotów australijskich i ich stosunku do kotów z innych regionów, ale sama w sobie nie mówi wiele o tej ostatniej kwestii.

Abbott, I. 2002. Origin and spread of the cat, Felis catus, on mainland Australia, with a discussion of the magnitude of its early impact on native fauna. Wildlife Research 29:51-74. abstract

Algar, D., G. J. Angus, R.I. Brazell, C. Gilbert and D.J. Tonkin. 2003. Feral cats in paradise: focus on Cocos. Atoll Research Bulletin 505. (Actually published in 2004.) pdf

K. Koch, K., D. Algar, J. B. Searle, M. Pfenninger and K. Schwenk. 2015. A voyage to Terra Australis: human-mediated dispersal of cats. BMC Evolutionary Biology 15 (262), 10 pp. pdf

Australian placental cats

Why Evolution Is True, 11 grudnia 2015

Tłumaczenie: Małgorzata Koraszewska

Greg Mayer

Zastępca kuratora działu gadów i płazów w muzeum zoologicznym Uniwersytetu Wisconsin. Doktorat z biologii ewolucyjnej obronił na Harvardzie.