Az ugató szarvas rejtélye

A legtöbb indiai erdőben él az indiai muntjac, más néven ugató szarvas. Az India egész déli részén, beleértve a Nyugati-Ghatokat, Közép-India száraz erdeiben, a Himalája örökzöld mérsékelt égövi erdeiben és Északkelet-India sűrű esőerdeiben megtalálható indiai muntjac csendes és magányos faj.

Az Indiában élő ragadozók, például a tigrisek, leopárdok és dolmányosok zsákmányállatainak listájára szorult, ezért önmagukért ritkán tanulmányozzák őket, ezért nagyon keveset tudunk erről a fajról. Sőt, a tudósok még abban sem biztosak, hogy minden indiai muntjac ugyanaz a faj. Az elmúlt években számos tudományos közlemény derített fényt a muntjacokra, de még mindig többet kell tudni erről a félénk állatról, amely riasztáskor rövid, kutyaszerű ugatást ad.

A muntjacok, latinul Muntiacus, a Dél- és Délkelet-Ázsiában élő levélevő szarvasfélék egy csoportja. Az 1980-as évekig csak néhány fajt ismertek ebből az ősi vonalból. A 20. század vége felé azonban a tudósok és a természettudósok a helyi közösségektől származó információk segítségével több muntjac-fajjal találkoztak Kínában, Vietnamban, Mianmarban és az indiai Arunachal Pradesh keleti részén.

A Nemzetközi Természetvédelmi Unió (IUCN) jelenleg 13 muntjac-fajt ismer el. E fajok többsége megfoghatatlan, és gyakran csak kis erdőrészletekre korlátozódik, kivéve a vörös muntjacok csoportját, amelybe az indiai muntjac is beletartozik. Sokáig az északkelet-pakisztáni, indiai, bangladesi, Srí Lanka-i, dél-kínai, vietnami, laoszi, thaiföldi, malajziai és olyan szigetekről, mint Borneó és Szumátra, származó vörös muntjacokat mind az indiai muntjacnak – Muntiacus muntjac – tartották.

1990-ben két taxonómus, Colin Groves és Peter Grubb felvetette, hogy a vörös muntjacok több különböző fajból álló csoportot alkotnak. A taxonómusok 2011-ben azt írták, hogy maga India valószínűleg három különböző fajjal rendelkezik. Északkelet-Indiában, Nepálban és Mianmar egyes részein egy általuk Muntiacus vaginalisnak nevezett fajra utaltak. Ez szerintük különbözött az Északnyugat- és Közép-Indiában élő vörös muntjacoktól – Muntiacus aureus -, a Nyugat-Ghatsban és Srí Lankán élő vörös muntjacok pedig egy harmadik, különálló faj – Muntiacus malabaricus – voltak. Az eredeti Muntiacus muntjac Groves és Grubb írása szerint a maláj szárazföldre és a Szunda-szigetekre korlátozódott.

Mi volt az alapja a szétválásnak?

Az, hogy mi tesz egy fajt egyedivé és mássá egy másiktól, összetett kérdés. Abban azonban a tudósok nagyrészt egyetértenek, hogy ha állatok vagy növények egy csoportja képes egymással szaporodni és termékeny utódokat létrehozni, akkor azonos fajnak tekinthetők. Ugyanaz az ős több új fajt is létrehozhat, amelyek különböző mértékben rokonok egymással. Ezt a folyamatot nevezzük fajképződésnek.

A környezet drasztikus megváltozása vagy egy új táplálékforrás felfedezése ahhoz vezethet, hogy egy faj egyes egyedei megváltoztatják étrendjüket vagy viselkedésüket. Fizikai akadályok, például egy újonnan kialakult hegy vagy folyó is elválaszthatja ugyanazon faj két populációját, így azok nem tudnak párosodni és nem keverednek a génekkel.

Az idő múlásával (több ezer vagy millió év alatt) az új helyzetekhez alkalmazkodó szervezetek megjelenésükben, viselkedésükben vagy fizikai jellemzőikben eltérnek az eredeti fajoktól. Genetikailag annyira különbözővé válnak, hogy nem tudnak egymással termékeny utódokat létrehozni. A biológusok ezt reproduktív izolációnak nevezik.

Hogy kiderítsék, hogy egy szervezet két populációja reproduktívan izolálódott-e, a rendszertanászok általában összehasonlítják elterjedésüket, hogy lássák, van-e akadály, fizikai jellemzőiket, például méretüket, színüket, fogazatukat vagy csontrendszerüket, valamint viselkedésüket. Egyes muntjacfajoknál ezek a különbségek könnyen észrevehetőek. Például az apró putaói muntjac Muntiacus puhoatensis és a nagy óriás muntjac Muntiacus vuquangensis közötti méretbeli különbségek.

A vörös muntjacok ennél zavaróbbak. “A (vörös) muntják körüli rendszertani bizonytalanság nagymértékben abból ered, hogy ezek a muntják az egyik legszélesebb körben elterjedt muntjákcsoport, és nagyon hasonló ökológiai és morfológiai jellemzőkkel rendelkeznek – ezek az eddig a vörös muntjákon belüli fajok/alfajok leírására használt kritériumok” – állítja Renata Martins, a berlini Leibniz Institute for Zoo and Wildlife Research evolúcióbiológusa.

Mint Martins, aki doktori kutatásának részeként tanulmányozta a vörös muntjacok vérvonalát, rámutat, a vörös muntjacok Ázsia-szerte megjelenésükben és viselkedésükben nagyjából hasonlóak. A bundájuk színe a világos halványbarnától a vöröses színűig terjed. A hímeknek kis agyaruk és nagyon rövid agancsuk van a szaporodási időszakban. A nőstényeknek agancs helyett kis csontos bütykei vannak. Néhány más rokon levélszarvas-fajtól eltérően a vörös muntjacok nem csak az esőerdőkre korlátozódnak. Indiában például a vörös muntjacok megtalálhatók az északkeleti és a Nyugati-Ghat-hegység nedves erdeiben, valamint Közép-India száraz bozótos erdeiben.

Változó kromoszómaszám

A Muntiacus muntjacot nem ezek a külső jegyek különböztetik meg a Muntiacus vaginalistól. Valami volt a testükben – a kromoszómáik száma.

A muntjacok csoportja az emlősök közül a legnagyobb változatosságot mutatja a kromoszómák számát illetően. Míg a kínai vagy Reeves muntjacnak 46 kromoszómája van, addig a fekete muntjacnak és a Gongshan muntjacnak a nőstényeknél nyolc, a hímeknél kilenc, a Fea muntjacnak pedig a nőstényeknél 13, a hímeknél 14 kromoszómája van. Az 1970-es években fedezték fel, hogy a Garo Hillsből, Délkelet-Ázsia északi részéről és Dél-Kínából származó indiai muntjáknak a nőstényeknél mindössze hat, a hímeknél hét kromoszómájuk van, ami a legalacsonyabb érték minden emlős esetében.

A tudósok becslése szerint közvetlen őseiknek 70 kromoszómájuk volt, és a muntják képesek több kromoszómát gyorsan egyesíteni néhány nagy kromoszómává. Mivel a kromoszómákon belüli DNS nem sokat változik – csak a tartály -, megjelenésük és viselkedésük hasonló, de szaporodási szempontból elszigeteltek. Egy kínai muntjac nem tud termékeny utódokat létrehozni egy indiai muntjaccal.

A biológusok elmélete szerint a kromoszómaszám ilyen gyors változása volt az oka annak, hogy ennyi különböző muntjacfaj létezik, noha ökológiájukban és viselkedésükben nagyrészt hasonlóak. Ez az elmélet különösen a vörös muntjacok esetében nyert hitelt.

Minden vörös muntjac nem egyforma

Hosszú ideig egyszerűen azt feltételezték, hogy Ázsia minden vörös muntjacjának ugyanaz a kariotípusa (a kromoszómák száma és megjelenése a sejtmagban), mint az indiai muntjacé. Groves és Grubb azonban elemzett egy Malajziából származó egyetlen nőstény vörös muntjákot, és megállapította, hogy annak nyolc kromoszómája van. Az eltérő kariotípus azt jelentette, hogy két populáció létezik, és szaporodási szempontból elszigeteltek.

Azt állították, hogy ez a kariotípusbeli különbség, valamint a testméretben, az agancsméretben és a színben mutatkozó különbségek elegendőek ahhoz, hogy az indiai muntjac legalább két különböző faj legyen. 2014-ben a Természetvédelmi Világszövetség (IUCN) ideiglenesen elfogadta Groves és Grubb két vörös muntjac fajra vonatkozó osztályozását, és átnevezte őket északi vörös muntjacnak (amely magában foglalja a dél-ázsiai, mianmari, vietnami, kínai és laoszi populációkat) déli vörös muntjacnak (Délkelet-Ázsia déli részei, beleértve Malajziát és a Szunda-vidéket).

A tudósok azonban, akik a fajok veszélyeztetettségét értékelik az IUCN számára, további vizsgálatokat sürgetnek, rámutatva, hogy a faj elterjedési területén számos vörös muntjac egyed kariotípusára lenne szükség ahhoz, hogy valóban biztosak lehessünk. “Úgy tűnik, 2008 óta nem történt jelentős további vizsgálat e rendszertani felosztásról, és így a 2014-es újraértékelés nagyrészt a status quo érdekében fenntartja ezt a rendszertani kezelést” – jegyezte meg az IUCN honlapja.

Azt illetően, hogy Groves és Grubb állítása szerint a Közép-Indiában élő indiai muntjacok (Muntiacus aureus) és a Nyugat-Ghats és Srí Lanka (Muntiacus malabaricus) is különálló fajok, a bizonyítékok még ingatagabbnak tűnnek. Rámutatnak az ország különböző részeiről származó muntjac-populációk szőrszínének különbségére.

A Muntiacus vaginalis, az ország keleti részeiről származó indiai muntjac leírása szerint sötétvörös, barna vagy szürke végtagú, kilenctől tizenkét centiméteres agancsokkal. A Nyugat-Ghatsból származó muntjacok, a M. malabaricus Groves és Grubb szerint sokkal halványabb, majdnem világosbarna színű, és agancsa 9,5 centiméternél kisebb, míg a Közép-Indiából származó M. aureus a jelek szerint a legkisebb faj és a leghalványabb, majdnem sárga színű, 10 centiméternél kisebb aganccsal.

Groves és Grubb nem ad információt arról, hogy hány egyedi muntjacket vizsgáltak országszerte, és milyen következetesen találták ezeket a különbségeket, ami azért problematikus, mert ezek a színkülönbségek nem tűnnek egységesnek. Az IUCN rámutat, hogy nem vesznek figyelembe semmilyen alternatív magyarázatot a fizikai jellemzők országszerte tapasztalható különbségeire.

A nemzetközi szervezet elismeri, hogy az indiai muntjac valóban több faj lehet. Az ilyen fajok dokumentálása azonban, különösen a rendszertani stabilitás érdekében, megköveteli, hogy a bizonyítás terhe a rendszertani felosztást megkísérlő szerzőkre háruljon – jegyzi meg az IUCN honlapja. Bár Groves és Grubb nem szolgáltattak új bizonyítékot, Martins doktori munkája szerint lehet valami a dologban.”

A mitokondriális DNS elemzése az anyai vonal nyomon követésére

Martins biológus és kollégái mitokondriális DNS-t vontak ki az Ázsia-szerte gyűjtött és európai természettudományi múzeumokban őrzött vörös muntják testrészeiből (például koponyákból és agancsokból), valamint a Vietnamban orvvadászatból származó friss DNS-ből. A legtöbb minta Délkelet-Ázsiából (beleértve Kínát, Vietnamot, Thaiföldet, Malajziát és a Szunda-szigeteket) származott.

Dél-Ázsiában kilenc mintát használtak fel Észak-Indiából (csak Himachal Pradeshből), Kelet-Indiából és Dél-Indiából, valamint egyet Srí Lankáról és egyet Nepálból. Összevonták a Nyugat-Ghatsból archivált DNS-információkat is. Egy szervezetben kétféle DNS létezik. A nukleáris DNS, amely mindkét szülőtől öröklődik az utódra, és a sejtmagban (a sejt irányítórendszerében) van jelen, valamint a mitokondriális DNS, amely kizárólag az egyik szülőtől, általában az anyától öröklődik a gyermekre, és a mitokondriumokban (a sejt energiatermelő részében) tárolódik.

A fajok genetikai információinak nagy része a nukleáris DNS-ben van jelen. A mitokondriális DNS ennek az információnak csak egy nagyon kis részét tartalmazza. Mivel azonban a mitokondriális DNS csak anyáról gyermekre öröklődik, lehetővé teszi számunkra, hogy nyomon kövessük egy egyed teljes anyai vonalát.

A tanulmányból kiderült, hogy az összes általuk vizsgált vörös muntjac minta három különböző anyai vonalba sorolható. A legrégebbi vonal a Srí Lanka-Western Ghats populációból származott. Az Észak-Indiából és Észak-Kelet-Ázsiából származó vörös muntják egy anyai vonalba tartoztak, amelyet a szerzők szárazföldi vonalnak neveztek el, a Malajziából és a Szunda-szigetekről származó vörös muntják pedig egy másik vonalat alkottak.

Az utóbbi két vonal hasonló volt az IUCN északi és déli vörös muntják osztályozásához, de a Sri Lanka-Western Ghats vonal teljesen különállónak tűnik. Az eredmények azt sugallják, hogy legalábbis meg kell vizsgálni Groves és Grubb állítását egy különálló Sri Lanka – Nyugat-Ghats fajról.

“Ez valóban nagyon fontos megállapítása volt a tanulmányunknak” – jelentette ki Martins. “Sajnos nem tudtunk több mintát szerezni ezekből a régiókból, hogy felmérhessük az ott jelenlévő populációk közötti genetikai variabilitást” – tette hozzá. “Azonban erős bizonyítékot találtunk arra, hogy ezek nagyon is elkülönülnek a többi vörös muntjac populációtól.”

Indiában több olyan faj is van, amely csak a dél-indiai Nyugat-Ghats esőerdeiben és az északkelet-indiai esőerdőkben fordul elő, de a kettő között sehol. Az egyik elmélet szerint amikor India először egyesült Ázsiával, valószínűleg az egész indiai szárazföld nedves örökzöld erdő volt. Egy intenzív lehűlési időszak azonban kiszáríthatta Közép-Indiát, és egyes fajok a Nyugat-Ghats és Északkelet-India nedves erdeinek kis foltjaiban rekedtek. Ez az oka annak, hogy e két régióban több faj vagy legalábbis rokon faj közös, mint például az ázsiai tündérkékmadár vagy a repülő gyíkok.

A tündérkékmadárral ellentétben azonban a vörös muntják ma Dél- és Közép-India száraz erdeiben, valamint az északi erdőkben élnek. Mi magyarázza tehát a Nyugat-Ghats – Srí Lanka csoporton belüli elkülönülő vonalat?

Martins azt feltételezi, hogy a régióban bekövetkezett számos éghajlati változás egyike során a vörös muntjacok valamelyik populációja telepedhetett meg a száraz területeken. Mások elég sokáig maradhattak a Nyugat-Ghats-Sri Lanka régióban ahhoz, hogy genetikailag különbözővé váljanak, talán a kariotípusuk is megváltozott.

“A muntjacokat széles körben tanulmányozzák szélsőséges kromoszómavariációik miatt. A nagyon eltérő kariotípussal rendelkező fajok nem képesek életképes utódokat létrehozni. Ezért, ha valóban a génáramlás olyan akadályai, mint az eltérő kariotípus, a nyugat-gháti és az észak-indiai populációk izolációja során jöttek létre, akkor ez megmagyarázhatja, hogy a fajok Közép-Indiába való visszatérése után miért maradtak genetikailag izoláltak.” Az elméletalkotás során azonban óvatosságra int. “Tudomásunk szerint azonban a Nyugat-Ghatsról vagy Srí Lankáról származó egyedeken végzett kariotípus-vizsgálatok még mindig hiányoznak.”

Ez azt jelenti, hogy Közép-Indiának saját alfaja vagy faja lehet, egy Muntiacus aureus, ahogy Groves és Grubb javasolta? Mivel a tanulmány nem használt mintákat ebből a régióból, Martins nem hajlandó spekulálni, hozzátéve: “Úgy vélem, hogy a taxonómiai bizonytalanság egy része ezzel a csoporttal kapcsolatban a nagyobb csoporthoz képest nagyon kis mintákon (néha egyetlen egyed) alapuló spekulációkból ered.”

“Más régiók, például a hegyvidékek vagy India száraz övezetei mintavétele kiemelkedő fontosságú lesz a vörös muntják taxonómiájának tisztázásához és ahhoz, hogy esetleg olyan különálló és egyedi populációkat találjunk, amelyek ma a nagy M. vaginalis és a M. muntjac között” – állítja.

“Több mintát kell venni” – értett egyet Uma Ramakrishnan, a bangalore-i Nemzeti Biológiai Tudományos Központ (NCBS) evolúcióbiológusa. Ramakrishnan, aki nem vesz részt az itt tárgyalt tanulmányok egyikében sem, óva int attól, hogy csak a mitokondriális DNS-t használjuk, amely csak az anyától származik, és nem ragadja meg a teljes képet. “Ideális esetben, ha tudunk mintákat szerezni, a DNS mellett a morfológiát is meg kell vizsgálni, és a mitokondriális genomnál többet akarunk kapni.”

Martins bízik abban, hogy a biológusok a jövőben képesek lesznek erre. “A szekvenálási technológia fejlődésével arra számíthatunk, és már most is látjuk, hogy könnyebben hozzáférhetünk a nukleáris DNS-hez. Az nDNS vizsgálata fontos következményekkel jár majd a fajok alkalmazkodásának megértésében, és segít megoldani az érdekes filogenetikai kapcsolatokat.”

Ramakrishnan arra is rámutatott, hogy a faj taxonómiai zűrzavarának valódi feloldásához DNS-mintákat kellene gyűjteni a faj elterjedési területének nagy részéről. Itt azonban a vörös muntjacok mindenütt jelenlévő természete lehet a buktató. A vörös muntjac elterjedési területén ennyi különböző helyen történő mintavételezés kihívásokkal jár.

Az egyik lehetőség, amelyre rámutatott, a fogságban tartott vörös muntjacoktól származó sejtminták gyűjtése. Ez legalábbis Indiában megvalósítható lehetőségnek tűnik. Az országban 141 központi kormányzati állatkert van. Ezek közül legalább 63-ban van vörös muntjac kiállítás, és ezek szerte az országban találhatók, többek között olyan államokban, mint Himachal Pradesh északon, Ooty a Nyugati-Ghat-hegységben és Madhya Pradesh Közép-Indiában, valamint Arunachal Pradesh északkeleten.

De számít mindez? Mit érünk el azzal, hogy többféle ugató szarvasfaj van?

Ez talán attól függ, hogyan látjuk a fajok azonosításának és osztályozásának feladatát. A rendszertan egyrészt kielégíti azt az ősi emberi igényt, hogy a világot (ebben az esetben az élővilágot) rendezett kategóriákba soroljuk. Ebben az értelemben a fajok és alfajok azonosítása a rendszerezés nyúlüregének tűnhet. Másrészt a kiterjedt családfák megmutatják, hogy az élőlények evolúciós értelemben milyen hosszú utat tettek meg, rendkívüli alkalmazkodásokat és mutációkat halmozva fel az út során. Ily módon magának a bolygónak a történetét is elmesélhetik.”

“Szeretnék több kutatást látni az ilyen/olyan fajok taxonómiájáról” – jelentette ki Martins. “A vörös muntják valóban lenyűgöző csoport, egyrészt evolúciós szempontból (például a kariotípusos különbségekkel), másrészt remek modell annak tanulmányozására, hogy a múltbeli éghajlati változások hogyan befolyásolták az emlősök evolúcióját egy biodiverzitási hotspotban.”

Ramakrishnan, aki természetvédelmi genetikus, arra utal, hogy a rendszertani kérdések megoldásának gyakorlati értéke is lehet. “Hasznos, ha evolúciósan jelentős egységeket keresünk a természetvédelem szempontjából. Például tegyük fel, hogy a muntjacok kihalnak egy adott helyen, hogyan kezeljük a helyzetet? Visszatelepítsük őket? Honnan telepítsük vissza őket? És ez olyan dolgokat is meghatározna, mint a menedzsment jelentős egységei” – tette fel a kérdést.

Ez Martins szerint különösen sürgető lehet a Nyugat-Ghats-Sri Lanka populáció esetében. “Figyelembe véve e populáció genetikai különlegességét, térbeli korlátozottságát és az élőhelyükre nehezedő emberi nyomást, nyugodtan kijelenthetjük, hogy természetvédelmi helyzetük további felmérése és értékelése biztosított.”

CITATION:

Martins, R. F., Fickel, J., Le, M., Van Nguyen, T., Nguyen, H. M., Timmins, R., … & Wilting, A. (2017). A vörös muntják filogeográfiája három különböző mitokondriális vonalat tár fel. BMC Evolutionary Biology, 17(1), 34.

Timmins, R.J., Steinmetz, R., Samba Kumar, N., Anwarul Islam, Md. & Sagar Baral, H. (2016). Muntiacus vaginalis. The IUCN Red List of Threatened Species 2016: e.T136551A22165292. http://dx.doi.org/10.2305/IUCN.UK.2016-1.RLTS.T136551A22165292.en. Letöltve: 2019. április 05.

Groves, C., & Grubb, P. (2011). Ungulate taxonómia. JHU Press.

Wang, W., & Lan, H. (2000). Rapid and parallel chromosomal number reductions in muntjac deer inferred from mitochondrial DNA phylogeny. Molecular Biology and Evolution, 17(9), 1326-1333.

Groves, C. P., & Grubb, P. (1990). Muntiacidae. In Horns, Pronghorns, and Antlers (pp. 134-168). Springer, New York, NY.