Bauer Barbara

Feldolgozott cikk: A molecular phylogeny for marine turtles: trait mapping, rate assessment, and conservation relevance.

B W Bowen, W S Nelson, and J C Avise

Department of Genetics, University of Georgia, Athens 30602.

A tengeri teknősök rokonsági viszonyainak vizsgálata

A cikk szerzői 8 teknősfaj mitokondriális DNS-e (mtDNS) citokróm b szekvenciájának elemzését végezték el azzal a céllal, hogy újabb adatokat nyerjenek a tengeri teknősök filogenetikájáról az eddig tanulmányozott morfológiai bélyegek és fosszíliák által nyújtott ismeretek mellett.

A kutatás célja nemcsak az, hogy információt szerezzünk ezekről a veszélyeztetett és kevéssé ismert fajokról, hanem annak a kérdésnek vizsgálata is, hogy a teknős mtDNS általában lassabb változást mutat-e, mint a többi gerinces mtDNS-e. Ha a vizsgálat megerősíti ezt az állítást, azzal alátámasztja azt a nézetet, mely a nukleotidok szubsztitúciós arányait összefüggésbe hozza a nemzedékek élettartamával és az anyagcsereintenzitással.

Eszközök és módszer

Az vizsgált fajok mtDNS-ét sűrűséggrádiens-centrifugálással, ill. a Chelydra serpentina esetében fenolos kivonással különítették el. A citokróm b szekvenciákat PCR-rel sokszorozták, a fragmentumokat agaróz-gélelektroforézissel különítették el. A szekvenálást ddNTP módszerrel, ³⁵S jelöléssel végezték.

A rokonsági viszonyokat UPGMA clusteranalízis és a maximális parszimónia módszerével vizsgálták.

Eredmények

1.A tengeri teknősök molekuláris filogenetikája

 A vizsgált DNS szakasz 503 bázishelyén 151 polimorfizmust találtak, 59 helyen történt transzverzió és 32 helyen változott meg úgy a szekvencia, hogy eltérő aminosavat kódolt.

A teknősök taxonómiájának néhány széles körben elfogadott állítását alátámasztotta a vizsgálat. Ezek:

i) A Dermochelys és a Chelydra nemzetségek a többi tengeri teknőstől külön ágon helyezkednek el.

ii) A Cheloniidae családon belül 2 evolúciós irány különül el, a Chelonini és a Carettini alcsaládok.

iii) A Lepidochelys genus a Carettini alcsaládba tartozik

iv) A Lepidochelys kempi és a L. olivacea külön fajokként válnak el, külön evolúciós ágat alkotnak a Carettini-n belül. Ez utóbbi állításnak természetvédelmi jelentősége is van, hiszen kérdéses, hogy az egyik legveszélyeztetettebb gerinces, az atlanti fattyúteknős (Lepidochelys kempi) különbözik-e a világszerte elterjedt olajzöld fattyúteknőstől (L. olivacea)

Másfelől, a „hagyományos” taxonómia néhány kérdéses pontján információhoz jutottak:

i)Chelonia

A csendes-óceáni levesteknős (Chelonia agassizi) a Csendes-óceán keleti részében él, míg a közönséges levesteknős (Chelonia mydas) világszerte elterjedt a trópusi vizekben. Egyes szerzők az előbbit külön fajnak tartják, mások a közönséges levesteknős alfajának. A mitokondriális citokróm b szekvencia alapján a C. agassizi mtDNS-ében lévő eltérések csupán egy részhalmazát képviselik a világszerte elterjedt C. mydas populációinak mtDNS-eiben tapasztalható polimorfizmusoknak. Így az eredmény alátámasztja azt a nézetet, miszerint a csendes-óceáni levesteknős a köz. levesteknős erősebben pigmentált formája.

ii)Natator depressus

Az ausztrál levesteknőst hagyományosan a köz. levesteknős rokonának tartották, és Chelonia depressa volt a latin neve. Újabban 2 független kutatócsoport bevezette a Natator genust, és az ausztrál levesteknőst inkább a Carettini, mint a Chelonini alcsaládhoz sorolták. A vizsgálat alátámasztja a Natator genus elkülönítését a Chelonia nemzetségtől, viszont az mtDNS vizsgálata alapján az előbbit ugyanakkora genetikai távolság választja el a Carettini alcsaládtól, mint a Cheloninitől.

iii)Eretmochelys imbricata

A szivacsevés ritka a gerincesek körében, épp ezért evolúcióbológiai szempontból is érdekes kérdés, hogy a szivacsfogyasztó közönséges cserepesteknős(E. imbricata) húsevő vagy növényevő őstől származik, pontosabban, hogy a növényevő, Cheloninihez tartozó köz. levesteknős (C. mydas) rokona, vagy a Carettinihez tartozó, ragadozó ál-cserepesteknősé (Caretta caretta). Az mtDNS vizsgálata a köz. cserepesteknőst a Carettinihez sorolja. Az alcsaládon belül azonban bizonytalan a faj helyzete.

iv)Dermochelys coriacea

Ezt a fajt morfológiai és élettani jellemzők alapján egyes kutatók külön alrendhez tartozónak gondolták, míg mások csupán külön alcsaládhoz sorolták. Az mtDNS analízise alapján a Dermochelyidae alcsalád elválasztható a Cheloniidaetől, de az outgroup keselyűteknőssel (Chelydra serpentina) való összevetés után a kérgesteknős (D. coriacea) nem külön ágon helyezkedik el a többi teknőshöz képest, hanem a tengeri teknősök egy külön ágon helyezkednek el a keselyűteknőshöz képest, tehát monofiletikusak. De mivel vitatott, hogy a Chelydridae a tengeri teknősökhöz legközelebb álló család-e,és egy biztosabb eredményhez több outgrouppal való összevetés szükséges, több faj szekvenciájára lesz szükség ahhoz, hogy eldönthessük, a ma élő tengeri teknősök mono-vagy polifiletikusak.

Az mtDNS evolúciós sebessége

A molekuláris evolució sebességének vizsgálatához összehasonlították az egyes fajok genetikai távolságát a fosszíliák alapján becsült szétválás idejével, az így kapott adatokat pedig összehasonlították a patások és a delfinek hasonló eredményeivel. A tengeri teknősök, mtDNS-e a patásokban mért sebességnek egyharmadával változik, ritkábban történnek tranzíciók és transzverziók, mind a citokróm b génben, mind az egész mtDNS-ben.

A nagy testméret, az alacsony intenzitású anyagcsere, a nemzedékek élettartama és a lassú molekuláris változás között kapcsolatot feltételeznek. A tengeri teknősök jó példái a fentebbi tulajdonságoknak, így a kapott eredmények jól alátámasztják az elméletet

Linkek a témához:

http://www.seaturtle.org/PDF/author/Avise_1992_MolBiolEvol.pdf

http://www.seaturtle.org/PDF/author/Bowen_1998_Genetica.pdf

http://www.seaturtle.org/PDF/author/Shanker_2004_MolEcol.pdf