Geny, kosti a chování odhalují příbuzenské vztahy psů a jejich vymřelých příbuzných

Psi (podčeleď Caninae) jsou jednou z nejcharismatičtějších skupin savců a ekologicky významní predátoři a mrchožrouti. Vznikli v oligocénu před více než 30 miliony lety na severoamerickém kontinentě. V pozdních třetihorách se jejich hlavní skupiny – liškám podobní Vulpini a psům podobní Canini – rozšířily přes Beringovu úžinu do Eurasie a Afriky, kde daly vzniknout mnoha druhům, od fenka po lišku polární, od šakala po vlka. Jedna skupina v Severní Americe pronikla přes nově vzniklou Panamskou šíji do Jižní Ameriky, kde dala vzniknout početné skupině Cerdocyonina, zahrnující osobité druhy jako pes pralesní, pes hřivnatý nebo v 19. století vyhubený pes bojovný.

Přes značnou pozornost, která je divokým příbuzným „nejlepších přátel člověka“ věnována, zůstávají příbuzenské vztahy mezi nimi do značné míry nejasné. Hlavní nejasnosti se týkají příbuzenských vztahů mezi recentními a vymřelými druhy, zařazení osobitých druhů jako je americká liška šedá (Urocyon cinereoargenteus), africký pes ušatý (Otocyon megalotis) nebo východoasijský psík mývalovitý (Nyctereutes procyonoides), který dnes coby zavlečený druh žije i na území ČR. Posledním problémem je pozice takzvaných hyperkarnivorních, převážně masožravých, druhů. Většina psů je všežravých, ale některé druhy, například africký pes hyenovitý (Lycaon pictus), východoasijský dhoul (Cuon alpinus), nebo vymřelý americký pravlk obrovský (Canis dirus), se staly vrcholovými predátory, jejichž strava sestává převážně z masa velké kořisti. Není jasné, zda jsou si tyto druhy příbuzné.

Tým výzkumníků z Přírodovědecké fakulty Jihočeské univerzity v Českých Budějovicích pod vedením Jana Zrzavého rekonstruoval příbuzenské vztahy 80 druhů recentních a vymřelých psů na základě kombinace genetických, morfologických a etologických znaků (chování). Fylogenetická analýza ukázala, že liškám podobní Vulpini tvoří skupinu postupně se oddělujících linií, která zahrnuje všechny druhy, označované jako lišky  a také psa ušatého a psíka mývalovitého. Záhadná liška šedá představuje vůbec nejstarší přežívající linii psů, příbuznou vyhynulému americkému rodu Metalopex, nikoli ostatním liškám. Vlkům podobní Canini zahrnují vedle dobře vymezené jihoamerické skupiny Cerdocyonina a skupiny zahrnující vlky a šakaly Starého a Nového světa také pár osamocených linií, konkrétně psa hyenovitého a malé africké šakaly rodu Lupulella, kteří nejsou bezprostředně příbuzní ostatním šakalům. Recentní hyperkarnivorní druhy si nejsou blízce příbuzné. Hyperkarnivorie a s ní související adaptace vznikly v evoluci psů alespoň čtyřikrát nezávisle.

Série experimentálních analýz, spočívající v postupném „vypínání“ morfologických znaků, které se špatně uchovávají ve fosilním záznamu, a znaků, které souvisí s hyperkarnivorií, poukázala na důležitý problém: morfologické znaky, které se uchovávají ve fosilním záznamu, například zuby, části lebky nebo dlouhé kosti, mnohdy odrážejí spíše nezávisle vznikající ekologické (potravní) adaptace než příbuzenské vztahy. Vzniká tak paradox, kdy jediné znaky, které nám umožňují odvodit příbuzenské vztahy mezi recentními a vymřelými druhy, jsou zrovna ty, které nám toho o příbuzenských vztazích mnoho neřeknou. Fylogenetické stromy založené na těchto znacích sdružují druhy s podobným způsobem života (například druhy hyperkarnivorní), které si ale ve skutečnosti nejsou příbuzné, jak dokazuje konflikt s ostatními morfologickými i molekulárními znaky. Naše dosavadní znalosti fylogeneze a evoluce psů jsou více nebo méně ovlivněny tímto problémem. Nejde o triviální problém: Vymřelí severoameričtí psi se v posledních letech stali významnou modelovou skupinou, na které se zkoumají obecné evolučně-ekologické otázky, jako jsou evoluční radiace, vznik ekologických adaptací nebo evoluce velikosti těla. To všechno ovšem vyžaduje spolehlivou fylogenezi, která nám ukáže, odkud a kam vlastně evoluce této skupiny směřovala. Teprve potom je možné začít zkoumat, co bylo příčinou čeho a co to všechno znamená.

Zrzavý, J., Duda, P., Robovský, J., Okřinová, I., & Pavelková Řičánková, V. (2018). Phylogeny of the Caninae (Carnivora): Combining morphology, behaviour, genes and fossils. Zoologica Scripta.

Kontakt: prof. RNDr. Jan Zrzavý, CSc. (zrzavy at centrum.cz)



O přírodovědě.cz

Edukačně-popularizační portál Přírodovědecké fakulty Jihočeské univerzity v Českých Budějovicích určený pro středoškoláky, jejich vyučující, ale i veřejnost. Představujeme zde naše aktivity, výzkumy a objevy.