Godzilla z ostrovů má srdce savce

MAGAZÍN - Příroda autor: Jan Toman

Varani komodští jsou zdatnými lovci, kteří dokážou uštvat i divočáka. Vědci zjišťovali, v čem spočívá jejich výkonnost.

Dva varani komodští soupeřící o samici na indonéském ostrově Rinca

Dva varani komodští soupeřící o samici na indonéském ostrově Rinca,zdroj: Profimedia.cz

Varani komodští jsou majestátními ještěry, kteří dávají vzpomenout na druhohorní dinosaury. Leckomu mohou připomenout Godzillu, netvora z filmů a počítačových her.

Výjimečnost těchto varanů však nespočívá jen v jejich tělesných parametrech – dorůstají tří metrů a hmotnosti sto padesát kilogramů – a ve výhružném vzezření. Jak ukázal nový molekulárně-biologický výzkum, varani si vyvinuli sadu unikátních vlastností krve, srdce, cévní soustavy, chemických receptorů a metabolismu. Některými z nich se přitom blíží i nám, savcům.

O době po vymření dinosaurů s neskrývanou pýchou mluvíme jako o "věku savců ". V pozadí se přitom skrývá nevyřčený předpoklad, že savci právoplatně nahradili "zastaralé" plazy, kteří ovládali Zemi po většinu druhohor. Ve skutečnosti bychom ale o třetihorách a čtvrtohorách měli mluvit spíše jako o věku savců, ptáků a – šupinatých plazů.

Poslední jmenovaní jsou na celé trojici patrně nejpřekvapivější. Pravdou ale je, že hadi, ještěři a jejich blízcí příbuzní prodělali v posledních desítkách milionů let obrovský rozvoj co do svých vlastností i počtu druhů.

profimedia-0379503380godzilla2

Majestátný varan komodský. Tento druh se vyskytuje na indonéských ostrovech Komodo, Rinca, Flores, Gili Motang a Padar,zdroj:Profimedia.cz

V mnoha ohledech představují pomyslný vrchol šupinatých plazů ještěři z příbuzenstva varanů. Ti se totiž vyznačují několika vlastnostmi typickými spíše pro savce. Nejdůležitější je plně uzavřené srdce, které pohání intenzivní metabolismus. Díky tomu mají varani schopnost dlouhého aktivního lovu a bohatý repertoár chování včetně náročných soubojů o samice, jídlo a teritorium.

Varani komodští, jejichž metabolismus vyniká i v rámci skupiny, například běhají rychlostí až dvacet kilometrů za hodinu a dokáží uštvat divoké prase. Zároveň mají citlivý čich, pilovité zuby, ostré drápy a "jedovaté" sliny, které u kousnuté oběti zabraňují srážení krve a navozují v jejím těle stav šoku.

Odráží se ale nějak tyto vlastnosti i ve varaním genomu? Na tuto otázku se pokusil najít rozsáhlý tým biologů zahrnující i české odborníky z Přírodovědecké fakulty Univerzity Karlovy v Praze a Zoologické zahrady hlavního města Prahy, který pomocí moderních molekulárně-biologických metod přečetl genetickou informaci varana komodského.

Evoluční přeborníci

Genom samotný se nachází na dvaceti párech chromozomů. Celkově je asi o třetinu menší než genetická výbava krokodýlovce čínského, nejbližšího šupinatého plaza. To ale samo o sobě nic neznamená. Stejně jako může být útlá knížečka nabitá informacemi, zatímco rozsáhlá bichle plná bezobsažných frází, ani velikost genomu moc nevypovídá o svém nositeli.

Stejná analýza umožnila vědcům upřesnit příbuzenské postavení varanů oproti ostatním šupinatým plazům. Ještě zajímavější jsou ale konkrétní geny a jejich skupiny, které se v evoluci "komodských draků" výjimečně rozvinuly.

Jednou z těchto skupin jsou geny pro čichové receptory takzvaného vomeronasálního orgánu. Tímto specializovaným čichovým orgánem sloužícím k zaznamenávání pachových signálů a feromonů se mohou chlubit obojživelníci, plazi i většina savců.

Varani komodští se přitom svým repertoárem vomeronasálních receptorů blíží nepsaným přeborníkům v tomto oboru, hadům. V jejich evoluci tedy muselo dojít k několikanásobnému zkopírování a specializaci příslušných genů.

Dvě stovky varaních genů nesou jasné stopy zvýhodnění v přirozeném výběru. Mezi nimi se nachází zejména geny specifikující fungování "buněčných elektráren" mitochondrií, buněčného dýchání, cév, srážení krve a obranyschopnosti. To ukazuje na několik věcí.

Varani komodští jednak ve své evoluci výrazně rozvinuli metabolismus a oběhovou soustavu, což nezávisle potvrzuje dřívější anatomická a fyziologická pozorování jejich těl. Díky těmto evolučním novinkám se lovecké chování těchto ještěrů blíží spíše aktivně lovícím savcům než pasivně číhajícím plazům.

Další geny, které byly pod silným vlivem přirozeného výběru, jemně dolaďují srážení krve. Zdá se, že díky úpravám těchto genů, respektive bílkovin, které produkují, nejsou varani komodští tak náchylní k vlivu vlastních slin, které po kousnutí zamezují srážení krve a navozují šok. Podobná vlastnost může být zvlášť důležitá při soubojích mezi samci, kteří se díky tomuto přizpůsobení přímo neohrožují na životě.

Celý systém je ale na druhou stranu vyladěný tak, aby zamezil riziku vzniku krevních sraženin v rozvinuté cévní soustavě varanů komodských pracující pod větším tlakem než u jiných ještěrů.

Stejně jako ostatní evoluční inovace varanů komodských tak dokazuje, že ještěři v úživných prostředích nemusí zastávat jen vedlejší role. Přinejmenším v jednom případě se stali aktivními vrcholovými predátory srovnatelnými se savci a ptáky.

Zdroj: Lind AL, Lai YY, Mostovoy Y, ... & Rovatsos M (2019): Genome of the Komodo dragon reveals adaptations in the cardiovascular and chemosensory systems of monitor lizards. Nature ecology & evolution, 3.

Tagy: genetika věda a poznání vědecké výzkumy ještěři varani