Fajkeletkezés szúnyogéknál

Ma ismerkedjünk meg a Culex pipiens nevű szúnyoggal! Mivel sok városban él, az ember közvetlen környezetében, ráadásul a nyugat nílusi vírust is hordozhatja, viszonylag sok adatunk van róla, rengetegen vizsgálták mindenféle környezetekben. A C. pipiens szúnyogok az esetek túlnyomó töbségében madarak vérét szívják, ritkán fanyalodnak csak emlősökre. Két populációjuk ismert, a Culex pipiens pipiens és a Culex pipiens molestus, amelyek egymástól jellegzetesen különböznek. A pipiens egyedek a felszínen élnek, nagyrészt madarakból táplálkoznak és kizárólag tágas helyeken párzanak és a telet nyugalomban töltik, míg a molestus egyedek a föld alatt élnek nagyobbrészt emlősökből táplálkoznak szűk helyeken párzanak és egész éven át aktívak. A pipiens egyedek a szabadban élnek, a molestus egyedek viszont általában emberkéz alkotta épületekben élnek, különösen kedvelik a metróalagutakat, ahol egész évben azonos hőmérsékleten élhetnek, ráadásul a rengeteg ott található emlős bőséges táplálékot jelent nekik.

Ma ismerkedjünk meg a Culex pipiens nevű szúnyoggal! Mivel sok városban él, az ember közvetlen környezetében, ráadásul a nyugat nílusi vírust is hordozhatja, viszonylag sok adatunk van róla, rengetegen vizsgálták mindenféle környezetekben. A C. pipiens szúnyogok az esetek túlnyomó töbségében madarak vérét szívják, ritkán fanyalodnak csak emlősökre. Két populációjuk ismert, a Culex pipiens pipiens és a Culex pipiens molestus, amelyek egymástól jellegzetesen különböznek. A pipiens egyedek a felszínen élnek, nagyrészt madarakból táplálkoznak és kizárólag tágas helyeken párzanak és a telet nyugalomban töltik, míg a molestus egyedek a föld alatt élnek nagyobbrészt emlősökből táplálkoznak szűk helyeken párzanak és egész éven át aktívak. A pipiens egyedek a szabadban élnek, a molestus egyedek viszont általában emberkéz alkotta épületekben élnek, különösen kedvelik a metróalagutakat, ahol egész évben azonos hőmérsékleten élhetnek, ráadásul a rengeteg ott található emlős bőséges táplálékot jelent nekik.

A két populáció viszonya elég homályos, ezért is hívják az egészet Culex pipiens fajkomplexnek, mivel a fajhatárok megállapítása eléggé problémás. Dina M. Fonseca és munkatársai nyolc mikroszatellita DNS markert vizsgáltak a különböző Culex pipiens populációkban. Az eredmény az első ábrán látható, elég meggyőző, a felszíni pipiens populációk élesen elkülönülnek a felszín alatti molestus populációktól, látható, hogy egy angol molestus egyed genetikailag közelebb áll egy japán molestus egyedhez, mint az ugyanott a felszínen élő pipiens egyedhez. Ebből levonható a következtetés, hogy a molestus populációk azonos eredetűek, egyszer alakultak ki, nem pedig a helyi molestus populációkból származnak. Ha másképp ábrázoljuk ugyanezeket az adatokat, kicsit árnyalhatjuk a képet. Ezen az ábrán minden egyes vékony függőleges vonal egy szúnyogegyed. A vonal színe pedig azt jelzi, hogy a vizsgált genetikai markerek alapján milyen eséllyel tartozik az egyed a Culex quinquefasciatus (sárga), Culex pipiens pipiens (kék), Culex pipiens molestus (piros) csoportokba. Elég meglepő módon úgy tűnik, hogy az amerikai egyedek között találhatóak C. quinquefasciatus és C. pipiens hibridek is. Észak-Európában gyönyörűen elkülönülnek a pipiens alakok a molestustól, de Dél-Európában már nem ilyen tiszta a kép, kismértékben hibridizál egymással a molestus és a pipiens populáció. Ez nem könnyíti meg a reménybeli rendszerező munkáját, a molestus és a pipiens populáció Amerikában úgy viselkedik, mint egy faj két alpopulációja, Észak-Európában pedig mint két külön faj.

Eddig jó, de felmerülhet a kérdés, hogy ezek a molekuláris vizsgálatok nem lehetnek -e félrevezetőek, hiszen tulajdonképpen csak a két populációra jellemző markerek eloszlását vizsgálták. Katherine Byrne és Richard A. Nichols a londoni metróalagutakban élő C. pipiens szúnyogokat vizsgálták meg alaposabban. Megállapították, hogy az alagutakban molestus alakok élnek, míg a közvetlen közelükben, a felszínen pipiens alakok, amelyek kinézetükben és viselkedésükben élesen elkülönülnek egymástól. A különböző metróállomásokban szúnyogokat gyűjtve azt tapasztalták, hogy a föld alatt élő molestus alakok egymással korlátlanul keresztezhetőek, a föld fölött élő pipiens alakok is keresztezhetőek egymással, de a molestus és a pipiens alakok már nem keresztezhetőek. Egyetlen keresztezésből sikerült csak hibrideket előállítani, ám ezek már képtelenek voltak utódokat létrehozni. Itt egyértelműen megtörtént már a szaporodási izoláció, vagyis a két populáció egyedei nem keresztezhetőek egymással, elindultak az új fajjá válás útján.

Mint ahogy ebből a példából is látszik néha elég nehezen megfoghatóak a fajhatárok, hiszen a állandóan új fajok keletkeznek, így egy csomó megfigyelt élőlény éppen abban az átmeneti állapotban leledzik, amikor még nem dönthető el egyértelműen, hogy a két populáció egy faj, vagy kettő? A Culex pipiens fajkomplex esetében még bonyolítja a képet, hogy a folyamat egyes állomásai egymástól térben elkülönülten, de egy időben láthatóak, Olaszországban a molestus és pipiens még csak egy faj két populációja, Londonban már két külön faj, így aztán végképp eldönthetetlen, hogy akkor most hogy is állnak a fajok. Éppen ezek azok a fontos esetek, amikor a fajkeletkezés folyamatába nyerhetünk bepillantást.

D. M. Fonseca, N. Keyghobadi, C. A. Malcolm, C. Mehmet, F. Schaffner, M. Mogi, R. C. Fleischer, R. C. Wilkerson (2004): Emerging Vectors in the Culex pipiens Complex Science vol 303 1535

K. Byrne, R. A. Nichols (1999): Culex pipiens in London Underground tunnels: differentiation between surface and subterranean populations; Heredity 82 7-15

Sexcomb