Ledový bič pohánějící evoluci: Vývojový skok anolisů rudokrkých

Zima na přelomu roku 2013 a 2014 zasadila Spojeným státům mrazivý úder. Ledový vzduch obvykle uvězněný vzdušnými masami v oblasti nad Severním ledovým oceánem vyklouzl ze svého arktického vězení a pronikl hluboko na jih. Texas zažil extrémně studený týden, kdy se řidiči za volanty prali s namrzlými silnicemi, zahradníci si zoufali nad poničenou teplomilnou flórou a každý, kdo musel ven, sahal v šatníku po tlusté čepici a rukavicích. Na americko-mexickém pomezí obrátil ledový týden život naruby i anolisům rudokrkým. 

Jednorázový skok o pět stupňů

Tělesná teplota anolisů rudokrkých (Anolis carolinensis) závisí, podobně jako u ostatních studenokrevných čili poikilotermních obratlovců, na teplotě okolí. Extrémní chlad trvající několik dní představuje pro tyto tvory těžkou životní zkoušku na hranici přežití.

Na jaře 2014 vyrazili harvardští biologové daleko na jih do terénu, aby zjistili, co mimořádná zima s anolisy provedla. Shodou okolností už měli v té době zmapovanou odolnost anolisů k chladu na rozsáhlém území od jižních hranic Texasu po lokality v Oklahomě ležící o 800 kilometrů severněji. 

V předchozím období podrobili vědci v přírodě odchytané anolisy jednoduchému testu. Zvíře umístili do chladící komory, kde průběžně snižovali teplotu. Přitom obraceli plazy na záda a sledovali, jak rychle se zase postaví na nohy. Když anolisové narazili na hranice svých možností, nedokázali se obrátit a zůstali ležet v nepřirozené poloze. Plazi z americko-mexického pomezí ztráceli koordinaci pohybu už při +11 °C; jejich kolegové z Oklahomy vzdorovali chladu až do +6 °C. 

Harvardská jarní expedice za anolisy na americko-mexické pomezí přinesla překvapivé odhalení. Plazi, kteří tu přežili krutou zimou, vykazovali stejnou odolnost k chladu jako zvířata ze severu. Koordinaci pohybu ztráceli až při teplotách o pět stupňů nižších, než jaká je ochromovala ještě před vpádem arktického vzduchu ze severu. Následné genetické analýzy prokázaly, že u anolisů z americko-mexického pomezí se aktivita čtrnácti skupin genů pod vlivem chladného počasí rozložila podobně jako u anolisů z Oklahomy. Tyto „adaptované“ geny zajišťují kromě jiného i funkce svalů a nervů. 

Podceňovaný motor rychlých změn

Krátká období silných mrazů mohou formovat živočichy i rostliny velmi razantně a takřka okamžitě. Patří zřejmě k nedoceněným hnacím motorům evoluce, i kdy vědci se setkávali se svědectvím o evolučních skocích v reakci na kruté zimy i dříve. Například už před více než stoletím si přírodovědci všimli, že po krutých zimách bývají do Ameriky zavlečení vrabci domácí (Passer domesticus) větší.

Mohutnější tělo má výhodnější poměr objemu a povrchu. Díky tomu si větší pták snáze udrží teplo a jeho šance na přežití drsné zkoušky mrazem stoupají. Větší ptáci také snáze hromadí v těle izolační vrstvu podkožního tuku. Vlohy pro mohutnější tělo přinášejí za takových podmínek významnou výhodu a předávají se dalšímu pokolení. Menší tělo naopak představuje hendikep, na nějž vrabci doplácejí. 

Také na vlaštovky pestré (Petrochelidon pyrrhonota) měla chladná zima vliv. V jejich případě se projevila „růstem“ populace. (foto: Shutterstock)

Podobná adaptace na velmi chladné období byla pozorována také u vlaštovek pestrých (Petrochelidon pyrrhonota), které žijí v prérijní oblasti americké Nebrasky. I u nich vyvolala krutá zima z počátku 90. let minulého století posun k větším tělesným rozměrům.

Narozeni pro změnu

Na rozdíl od výše uvedených „ptačích změn“ tentokrát zoologové přistihli anolise přímo při adaptaci na nižší teploty. Štěstí zkrátka přálo připraveným. Harvardský tým měl plazy prověřené v období před „chladovým šokem“ a šanci, kterou mu nabídla krutá zima, chytil pevně za pačesy. Vědcům hrála do karet i velká evoluční tvárnost anolisů. Tito plazi pocházející z Kuby a přilehlých ostrovů Karibiku obývají rozsáhlá území, kde panují velmi rozličné podmínky. Anolisům nedělá problém se jim přizpůsobit. Když se dostali z krajiny zarostlé keři do míst, kde vegetaci dominují vzrostlé stromy, popasovali se s nároky na delší krok v korunách prodloužením končetin. Na izolovaných brazilských ostrovech se anolisům zase „zvětšila“ hlava, protože se jim tu jako potrava nabízejí jen velké druhy termitů, které se původním anolisům s malou hlavou jen obtížně chytají do malé tlamy. 

Anolisové se poměrně rychle přizpůsobili i životu v sousedství člověka. Dokážou se pohybovat po hladkých površích podobně jako gekoni a využívají k tomu zvláštní šupiny na spodní straně prstů. Ve městech, kde jsou často nuceni šplhat po extrémně hladkém povrchu vně i uvnitř budov, si anolisové chocholkatí (Anolis cristatellus) z příbuzenstva anolise rudokrkého vyvinuli o poznání lepivější končetiny, které na skle či leštěném kovu lépe drží. 

Americký chameleon s výstražným semaforem

Anolis rudokrký dokáže měnit barvu kůže od jasných odstínů zelené až po sytě hnědou. Někdy se mu proto přezdívá „americký chameleon“. S pravými chameleony ale tohoto příbuzného leguánů kromě schopnosti měnit barvu kůže nic nespojuje.

TIP: Draci a dráčci Střední Ameriky: Chladný půvab leguánovitých ještěrů

V období námluv, které začínají na jaře, si samci žárlivě střeží svůj revír. Za výsostné území považují v porostu keřů prostor o objemu asi 1 m³. Pokud se tu střetnou s vetřelcem, snaží se ho zastrašit roztažením velkého kožního laloku a poskakováním, které nemá daleko k tanečním krokům. Když výhružky nezaberou, samci se o revír a přízeň samiček poperou.