Kulér-Recenze

Ochrana přírody 4/2019 — 30. 8. 2019 — Kulér-Recenze — Tištěná verze článku v pdf

O molekulách v ochraně přírody

Autor: Jan Plesník

Výraz molekula si mnohem častěji spojujeme spíše se vzpomínkami na školní léta než s každodenní ochranářskou praxí. Zdá se, že v tomto směru dochází, a hlavně bude docházet, k postupné změně. Molekulární ekologie, byť poněkud uměle vytvořená, totiž patří k nejdynamičtěji se rozvíjejícím vědním oborům vůbec. Jak trefně podotkli Pavel Munclinger a nedávno zesnulý Jan Zima, samotný pojem neoznačuje žádnou ekologii molekul, ale disciplínu, snažící se pomocí rozmanitých molekulárních metod řešit některé klasické ekologické otázky. Využívá při tom četné poznatky evoluční biologie, taxonomie, genetiky, molekulární biologie, statistiky a pochopitelně, jak již napovídá název, ekologie. Známé nakladatelství John Wiley & Sons vydává od roku 1992 časopis Molecular Ecology, o devět let později doplněný periodikem Molecular Ecology Resources, původně vycházejícím jako Molecular Ecology Notes.

V angličtině se již k čtenářům dostalo několik vysloveně zdařilých příruček zmiňovaného vědního oboru.
Slovenský biolog a pedagog Peter Mikulíček využil při sepisování učebnice (postaru bychom řekli skript) tradiční koncepci oboru. Na úvod představuje problematiku molekulárních znaků (markerů), tedy úseků nukleové kyseliny nebo bílkoviny, variabilních v rámci určité skupiny jedinců, populací nebo druhů. Zvláštní pozornost autor věnuje mitochondriální DNA a mikrosatelitům, zhusta používaným právě při výzkumu fauny. V další části se čtenář seznámí s klíčovými poznatky o genetické diverzitě populací. Protože i přes pokračující fragmentaci (rozpad) přírodního a přírodě blízkého prostředí není většina populací volně žijících živočichů vzájemně izolovaná, dochází u nich k rozptylování jedinců v prostoru, často nesprávně označovanému jako migrace, a tím i toku genů mezi populacemi. Uvedená zákonitost určuje spolu s mutacemi a vnitropopulačními procesy genetickou strukturu populací. Ani fylogeografie, zkoumající směry a cesty šíření organismů v určitém prostoru a čase a tak také vztahy mezi populacemi nebo úzce příbuznými druhy a prostorové rozšíření evolučních linií, se bez postupů molekulární ekologie neobejde. Ostatně totéž platí i pro evolučně a funkčně zaměřenou behaviorální ekologii, už jen proto, že pro ni zůstává klíčovým tématem vnitrodruhová variabilita chování.

Je možné uvedené učeně a současně moderně znějící přístupy začlenit do praktické ochrany přírody a krajiny? Určitě je – a již se tak děje. Očividnou předností molekulární ekologie zůstává schopnost rozumným způsobem odpovědět na otázky, jejichž řešení bylo až donedávna považováno – a to v lepším případě – za hudbu vzdálené budoucnosti. Líbí se mi nenásilné podobenství mezi molekulárně ekologickým výzkumem a řešením složitých a přitom napínavých kriminálních případů. Nemám na mysli jen vhodnou aplikaci metod, popisovaných ve skriptech, při regulaci obchodu s ohroženými druhy fauny a flóry, tedy snaze oddělit prokazatelně slušné chovatele a pěstitele od amatérských i profesionálních šibalů nejrůznějšího ražení. Vždyť skutečnost, že pro použití uvedených postupů potřebujeme obvykle jen malé množství biologického materiálu, usnadňuje studium přirozeně vzácných nebo ohrožených taxonů stejně jako skrytě žijících organismů či morfologicky neodlišitelných druhů. Pro analýzu čárového kódu DNA lze využít i vzorky půdy, usazenin či mořské nebo sladké vody bez viditelné přítomnosti biologického materiálu: tzv. environmentální DNA se do prostředí mohla dostat kupř. vylučováním organismy či jejich rozkladem (viz Ochrana přírody, 72, 1, 28-31, 2017). Aplikace metod molekulární ekologie mj. významně upravila náš názor, kolik jedinců vlajkového druhu světové ochrany přírody, kterým panda velká (Ailuropoda melanoleuca) bezesporu je, žije ve volné přírodě a v jakém rozsahu si jsou příbuzní. Víme, že vlci obecní (Canis lupus), osídlující v poslední době Českou republiku, pocházejí častěji z nížinné německo-polské populace než z Karpat. Dokážeme také určit, do jaké míry a odkdy je určitá populace izolovaná od ostatních a jak významně ji ovlivňuje příbuzenská plemenitba (inbríding). Uvedený postup nachází široké uplatnění nejen při chovu v lidské péči, ale i při realizaci záchranných programů v terénu. Soudobé statistické metody, kupř. bayesovská statistika, napomáhají od sebe racionálně, nikoli pocitově odlišit jednotlivé populace. Představa, že u volně žijících živočichů stanovíme přesnou úlohu, kterou hrají konkrétní funkční geny, náležela ještě před jistou dobou do sci-fi literatury.

Databanka, organizovaná podle databáze provozované pro kriminalistické účely americkým Federálním úřadem pro vyšetřování (FBI), shromažďuje od roku 2010 údaje o genetické informaci obou druhů afrických nosorožců, a to jak ze zabavených rohů, tak tkání a krve zabitých i živých exemplářů. Jedním z cílů databanky je umožnit rychle a současně spolehlivě přiřadit úřady konfiskovaný roh ke konkrétnímu zvířeti. Dosud byla do databáze postoupena data o struktuře dědičného materiálu více než 20 000 nosorožců z různých afrických zemí (viz Ochrana přírody, 73, 2, iv-v, 2018).

Z celé řady dalších situací, kdy péče o přírodní a krajinné dědictví ochotně sahá po poznatcích molekulární ekologie, jmenujme již jen snahu přijít na to, proč se některé druhy poté, co se působením člověka ocitnou mimo původní areál rozšíření, stanou invazními potížisty. Rozvoj uvedených metod je o to důležitější, protože – ať se nám to líbí nebo ne – prožíváme období místy až překotných změn, na které označení „velké zrychlení“ sedí jako ulité.

Na druhou stranu to byla právě molekulární ekologie, jež ukázala, že některé ikony druhové ochrany, jako je zubr (Bison bonasus) nebo jelen milu (Elaphurus davidianus), vlastně ani druhy nejsou. A to záměrně nezmiňujeme stále populárnější myšlenku umělého vytváření jedinců, kteří se podobají vymřelým taxonům – deextinkci (viz Ochrana přírody, 72, 5, 18-21, 2017).

Mikulíčkova učebnice je psaná svižně, ale současně srozumitelně a tam, kde je to možné, text ilustrují dobře vybrané příklady z ČR nebo Slovenska či střední Evropy. Je mi jasné, že výklad rozmachu editace genů revolučním zaváděním metody CRISPR do praxe (viz Ochrana přírody, 74, 1, 44-48, 2019) by si vyžádal samostatnou publikaci. Pokud autor odborné termíny překládá, uvádí je důsledně s původním anglickým názvem. Uživateli příručky jistě přijde vhod i výstižný souhrn doprovázející každou kapitolu. Protože se text hemží zkratkami převzatými ze Shakespearovy mateřštiny, nebylo by od věci pořídit i jejich soupis.
Američtí vědci v poslední době hovoří přímo o zásadní proměně ekologie, ochranářské biologie a ochrany biodiverzity v éře genomiky a editování genů (Supple & Shapiro 2018, Phelps et al. 2019). I to může být jeden z důvodů, proč si zdařilou Mikulíčkovu učebnici pozorně přečíst.