Čeští vědci odhalili tajemství tmavých můr

Drsnokřídlec březový (Biston betularia) vešel do učebnic evoluční biologie jako názorný příklad adaptace živočichů na drastickou změnu životních podmínek. Motýl měl původně světle zbarvená křídla pokrytá tmavými skvrnkami. Dokonale tak splýval s kůrou stromů pokrytých světlými lišejníky nebo se světlou kůrou bříz, na jejichž listech se pásly jeho housenky. V 19. století se začala průmyslovými zeměmi Evropy i Ameriky šířit tmavá forma drsnokřídlece hromadící v křídlech tmavý pigment melanin. V Evropě je označována jako carbonaria, v Americe jako swettaria. Vědci si výskytu motýlů s černými křídly povšimli poprvé ve Velké Británii v roce 1848. V roce 1895 už byla světlá forma označovaná jako typica v okolí průmyslových měst vzácností. V Manchesteru tvořila jen 2 % populací drsnokřídlece březového.

Publikace Darwinova převratného díla O původu druhů nabídla pro nástup tmavé formy motýla vysvětlení. Silně znečištěné ovzduší zahubilo lišejníky a odhalilo tmavou kůru stromů. Vzduch plný sazí také ušpinil kůru bříz. Světlí motýli byli na tmavém pozadí nápadní a stávali se snadno kořistí hmyzožravých ptáků. Tmavé formy však byly na holých a ušmudlaných stromech lépe maskovány.

Housenky pro zmatení predátorů jsou podobné větvičkám stromů, na kterých žijí a to buď v hnědé či zelené variantě|foto: Creative Commons Attribution 2,5 Generic, Noor MAF

Ukázkový příklad tzv. průmyslového melanismu se vytratil v poslední čtvrtině minulého století, když se vzduch v průmyslových oblastech díky ochraně životního prostředí výrazně pročistil. Dnes už je carbonaria v Británii opět vzácná. U nás se vyskytuje tmavá forma drsnokřídlece březového v průmyslových městech se znečištěným ovzduším. V oblastech s čistým ovzduším, jako jsou například jižní Čechy, je častější světlá forma typica.
Molekulární pozadí barevné proměny drsnokřídlece březového zůstávalo donedávna obestřeno tajemstvím. K jeho odhalení významně přispěli vědci Biologického centra Akademie věd v Českých Budějovicích František Marec a Martina Dalíková společně s kolegy z Liverpoolské univerzity. Výsledky jejich výzkumu zveřejnil prestižní vědecký týdeník Science.

Čeští a britští genetici zjistili, že se vloha pro tmavé zbarvení drsnokřídlece skrývá v úseku dědičné informace složené z 200 000 písmen genetického kódu. Obdobný úsek v dědičné informaci bource morušového, jehož genom byl kompletně přečten, skrývá gen zasahující velmi významně do utváření křídel. Dá se proto předpokládat, že zatím blíže neurčený gen má nestarosti i zbarvení křídla. Největší překvapení přinesl výzkum okolí místa dědičné informace, kde se skrývá vloha pro tmavé zbarvení. Všichni motýli s tmavými křídly mají tuto oblast prakticky stejnou. To dokazuje, že mutace pro tmavou barvu nemá dlouhou historii, vyvinula se jen jednou u jediného motýla a následně se rozšířila celou populací.

Další výzkum se soustředí na detailní charakteristiku genu, jenž stál u zrodu tmavých motýlů. Zároveň vědci analyzují dědičnou informaci amerických drsnokřídleců březových. Chtějí vědět, jestli si americká swettaria pomohla k tmavému ochrannému zbarvení stejně jako evropská carbonaria, nebo zda v jejím případě využila evoluce nějaký jiný trik.