Mráz v roce 2021 zabil v Texasu tisíce oblíbených ptáků. Vědci zjistili, že přeživší jsou geneticky jiní než oběti

Devět únorových dní v Texasu stačilo k tomu, aby ledový vichr zabil tisíce největších severoamerických vlaštovek a přepsal genetický profil celé regionální populace.

Foto: Sharp Photography / Creative Commons / CC BY-SA 4.0.

Když v únoru 2021 arktický vzduch zalil Texas a teploty v centrální části státu klesly pod bod mrazu na šest až devět po sobě jdoucích dnů, jiřičky nachové, největší zástupci čeledi vlaštovkovitých na severoamerickém kontinentu, právě přilétaly ze zimovišť v Jižní Americe. Tisíce jich zmrzly. Na více než polovině sledovaných hnízdišť v Texasu a Louisianě vědci zaznamenali hromadný úhyn. Studie publikovaná letos v březnu v časopise Nature Ecology & Evolution ukazuje, že ta necelá dekáda mrazivých hodin zanechala stopu daleko hlubší než pouhý pokles početnosti: přeživší kohorta se geneticky lišila od obětí a celá populace se z katastrofy vzpamatovává pomaleji, než by kdokoli čekal.

Devět dní, které přefiltrovaly celou populaci

Podle NOAA trval Velký texaský mráz od 11. do 20. února 2021, celkem osm dní, téměř dvacet čtyři hodin a třiadvacet minut pod nulou. Autoři studie z University of Massachusetts Amherst epizodu rámují jako devítidenní klimatický šok. Pro tažné pěvce, kteří se v té době vraceli na hnízdiště, šlo o past bez úniku. Hmyz, jediný zdroj potravy jiřiček, při mrazu přestal létat. Ptáci neměli co žrát a neměli kam uniknout.

Výzkumný tým pod vedením Marie Stagerové odhaduje, že zahynulo až 27 procent chovné populace jiřiček nachových v Texasu a Louisianě. Laboratorní část práce vychází z 292 sebraných kadáverů, které shromáždilo Muzeum přírodních věd při Louisiana State University. Řádově šlo o tisíce mrtvých ptáků; přesný celkový součet ale autoři neuvádějí, protože se opírají o regionální extrapolaci ze sledovaných kolonií.

Genomový podpis selekce: 922 941 variant pod drobnohledem

Klíčová otázka zněla: zemřeli ptáci náhodně, nebo mráz „vybral“ konkrétní jedince? Odpověď vyžadovala porovnat DNA obětí a přeživších ze stejných texaských lokalit. Stagerová a kolegové osekvenovali celý genom 66 ptáků z osmi kolonií, 37 přeživších odchycených u hnízd v květnu 2021 a 29 zmrzlých jedinců. Po vyřazení pěti geneticky příbuzných exemplářů zůstalo 61 vzorků pro hlavní analýzu.

Výsledek byl jednoznačný. Napříč 922 941 jednonukleotidovými polymorfismy (SNP) se kohorta přeživších statisticky oddělila od kohorty obětí. Signál selekce se soustředil do 2 624 odlehlých SNP rozmístěných v 90 protein-kódujících genech. Důležité: vědci neobjevili jeden „gen mrazuvzdornosti“. Zachytili polygenní profil, souhru drobných variant rozptýlených po celém genomu, která přeživším patrně poskytla výhodu v odolnosti, metabolismu nebo načasování migrace.

Zvlášť pozoruhodný byl latitudinální vzorec. Když autoři porovnali alelové frekvence odlehlých variant s populacemi žijícími severněji, na 35., 40. i 50. stupni severní šířky, ukázalo se, že texaští přeživší se v části genomu přiblížili profilu ptáků ze studenějších oblastí. Jako by mráz z regionální populace odfiltroval jedince s „jižním“ nastavením a ponechal ty, jejichž genetická výbava připomínala severní příbuzné.

Opožděný návrat a pomalé hojení populačních ran

Genomická stopa mrazu se projevila i v chování celé populace v následujících sezónách. V roce 2022 dorazily jiřičky nachové na texaská hnízdiště o dva týdny později než obvykle. Fenologický posun, ať už způsobený stresem z předchozí sezóny, změněným složením přeživší kohorty, nebo obojím, trval dva roky. Teprve v roce 2024 se kalendář příletů vrátil k dlouhodobému průměru.

Početní obnova ale za návratem kalendáře výrazně zaostává. Podle odhadů studie se texaská a louisianská populace plně demograficky zotaví nejdříve v roce 2027, tedy šest až sedm let po katastrofě, a to pouze za předpokladu, že region nezasáhne další hluboký mráz. Právě v této oblasti přitom jiřičky nachové ubývají rychleji než v jiných částech svého areálu, takže jakýkoli další klimatický extrém by mohl zotavení zásadně oddálit.