Coraz częściej zwierzęta przystosowują się do życia w miastach. Czy powoduje to zmiany genetyczne w ich organizmach? Jak zmienia się ich odporność na patogeny? Czy agresywne zachowania tych gatunków mają podłoże genetyczne? Na te pytania próbują odpowiedzieć naukowcy z Uniwersytetu Łódzkiego.
Gwałtowny proces przekształcania naturalnych siedlisk przez człowieka sprawia, że coraz więcej gatunków zwierząt staje przed koniecznością konfrontacji – nie wszystkie są w stanie przystosować się do bliskiej obecności człowieka ani do powodowanych przez niego zmian w środowisku. Z drugiej strony coraz liczniejsza grupa gatunków zwierząt adaptuje się do życia w środowisku zmienionym przez człowieka. Co więcej, stopień tego przystosowania postępuje w niektórych przypadkach tak dalece, że z trudem funkcjonują one bez zasobów dostarczanych przez ludzi.
Zjawisko to jest obserwowane na całym świecie. Zespół naukowców z Wydziału Biologii i Ochrony Środowiska Uniwersytetu Łódzkiego, pod kierunkiem dr. hab. Piotra Miniasa, od blisko dekady bada proces urbanizacji ptaków na przykładzie łyski – pospolitego ptaka wodnego gniazdującego w trzcinowiskach. Teraz w Katedrze Różnorodności Biologicznej, Dydaktyki i Bioedukacji idą o krok dalej. Chcą zbadać, jak urbanizacja wpływa na zmiany w organizmach ptaków na poziomie genetycznym, a także sprawdzić, czy układ odpornościowy ptaków funkcjonuje inaczej w zmienionym przez człowieka środowisku.
Genetyczny mechanizm
Badania fauny miast wskazują na cały szereg zmian na poziomie hormonalnym, fizjologicznym czy odpornościowym. Przynajmniej niektóre z przystosowań powinny utrwalać się genetycznie na drodze zmian mikroewolucyjnych, czyli niewielkich zmian DNA, które w istotny sposób mogą poprawiać funkcjonowanie osobników w środowisku zurbanizowanym.
Plastyczność behawioralna, czyli to jak zwierzę dostosowuje swoje zachowanie do nowych warunków, jest dość łatwa do zaobserwowania, a badania na ten temat są prowadzone na całym świecie. Nie wiemy jednak czy zmiany w zachowaniu wynikają jedynie z tej plastyczności, czy może mają one podłoże genetyczne. I na tym właśnie skupiamy się w nowym projekcie. Prowadzimy badania na genach behawioralnych, czyli takich, o których już wiemy, że w jakiś sposób decydują o zachowaniu. Sprawdzimy na przykład, czy tendencja do zachowań agresywnych ma podłoże genetyczne – zapowiada dr hab. Piotr Minias.
Kolejny aspekt, który zostanie poddany analizie przez łódzkich naukowców, dotyczy tego, co dzieje się dalej z osobnikami, które już wniknęły do miast. Jednym słowem, czy ekspozycja na zupełnie inne środowisko sprawia, że pewne zmiany zapisują się na poziomie genetycznym. Dodatkowo poszukiwane będą nowe geny, które mogą odpowiadać za nierozpoznane jeszcze adaptacje ptaków do życia w miastach. Wyniki badań mają poszerzyć wiedzę o mechanizmach i procesach decydujących o skutecznym przystosowaniu się i funkcjonowaniu zwierząt w biskim sąsiedztwie człowieka.
Kto do miasta?
Trudno znaleźć jeden czynnik decydujący o tym, że określone gatunki adaptują się do życia w mieście.
Uważa się, że osobniki, które są w stanie efektywnie wniknąć do miast i w nich funkcjonować, należą do gatunków mocno plastycznych, które nie są wysoko wyspecjalizowane czy zawiązane z określonym zasobem naturalnym. W ekologii mówimy o szerokiej niszy ekologicznej. Będą to więc gatunki, które mogą zdobyć różne rodzaje pokarmu, a także gniazdować i odbywać lęgi w zróżnicowanym środowisku – tłumaczy łódzki biolog.
Wśród ptaków doskonałym przykładem skuteczności adaptacyjnej będzie wróbel domowy, który obecnie niemal wyłącznie występuje na obszarach zurbanizowanych miejskich i wiejskich, nie ma go za to prawie w ogóle w jego pierwotnych, naturalnych siedliskach. Podobnie sroka, która pierwotnie gniazdowała w terenach dolin rzecznych, a teraz jest jednym z najliczniejszych gatunków ptaków występujących w miastach. Dlaczego więc obiektem badań jest niepozorna łyska?
Wybór padł na łyskę, ponieważ jest to gatunek, który właśnie w tej chwili przechodzi proces urbanizacji. Właśnie teraz wnika on do miast centralnej Europy – wyjaśnia pomysłodawca projektu.
Projekt „Mikroewolucja życia w miastach – genetyczne mechanizmy procesów urbanizacji zwierząt” rozpoczął się w ubiegłym roku i potrwa kolejne cztery lata. Jest prowadzony w czterech polskich miastach (Łódź, Warszawa, Poznań i Aglomeracja Śląska) i w czterech obszarach pozamiejskich. Obecnie trwa faza wstępna badań, czyli zbieranie materiału badawczego. Ma się zakończyć jeszcze w tym roku. Później naukowcy przystąpią do analiz laboratoryjnych, genetycznych, tak aby móc porównać między sobą populacje związane z różnymi środowiskami. realizację badań Narodowe Centrum Nauki przyznało 1,8 mln zł w ramach konkursu SONATA BIS.
MK