Enigma cerbului care latră

Majoritatea pădurilor din India găzduiesc muntjac-ul indian, numit și cerb lătrător. Găsit în sudul Indiei, inclusiv în Western Ghats, în pădurile uscate din centrul Indiei, în pădurile temperate veșnic verzi din Himalaya și în pădurile tropicale dense din nord-estul Indiei, muntjac indian este o specie liniștită și solitară.

Relegat pe o listă de animale de pradă pentru carnivore precum tigrii, leoparzii și dholes în India, este rareori studiat de dragul său și, prin urmare, se cunosc foarte puține lucruri despre această specie. Într-adevăr, oamenii de știință nici măcar nu sunt siguri dacă toți muntjacs indieni sunt aceeași specie. O serie de lucrări științifice din ultimii ani au aruncat lumină asupra muntjacului, dar încă mai trebuie să se știe mai multe despre acest animal timid, care scoate un lătrat scurt ca un câine atunci când este alarmat.

Muntjacii, sau Muntiacus în latină, sunt un grup de specii de cerbi mâncători de frunze care se găsesc în sudul și sud-estul Asiei. Până în anii 1980, se cunoștea doar o mână de specii din acest străvechi neam. Dar, spre sfârșitul secolului XX, oamenii de știință și naturaliștii, ajutați de informații de la comunitățile locale, au descoperit mai multe specii de muntjacs în China, Vietnam, Myanmar și în estul Arunachal Pradesh din India.

În prezent, Uniunea Internațională pentru Conservarea Naturii (IUCN), recunoaște 13 specii de muntjacs. Cele mai multe dintre aceste specii sunt evazive și adesea limitate la mici buzunare de păduri, cu excepția grupului muntjac roșu, care include muntjacul indian. Pentru o lungă perioadă de timp, muntjacii roșii din nord-estul Pakistanului, India, Bangladesh, Sri Lanka, sudul Chinei, Vietnam, Laos, Thailanda, Malaezia și insule precum Borneo și Sumatra, au fost considerați cu toții ca fiind muntjacul indian – Muntiacus muntjac.

În 1990, doi taxonomiști, Colin Groves și Peter Grubb au sugerat că muntjacii roșii constituiau un grup cu mai multe specii diferite. În 2011, taxonomiștii au scris că India însăși avea probabil trei specii diferite. În nord-estul Indiei, în Nepal și în părți din Myanmar, ei au sugerat că era vorba de o specie pe care au numit-o Muntiacus vaginalis. Potrivit acestora, aceasta era distinctă de muntjacii roșii din nord-vestul și centrul Indiei – Muntiacus aureus – iar muntjacii roșii din Ghats de Vest și Sri Lanka erau o a treia specie distinctă – Muntiacus malabaricus. Originalul Muntiacus muntjac despre care Groves și Grubb au scris că era restrâns la Malaezia continentală și la insulele Sunda.

Ce a stat la baza divizării?

Ce face ca o specie să fie unică și diferită de alta este o întrebare complexă. Dar oamenii de știință sunt în mare parte de acord că, dacă un set de animale sau plante se pot înmulți între ele și pot produce urmași fertili, ele pot fi considerate aceeași specie. Același strămoș poate da naștere la mai multe specii noi care sunt înrudite între ele în grade diferite. Acest proces se numește speciație.

O schimbare drastică a mediului sau descoperirea unei noi surse de hrană poate duce la schimbarea dietei sau a comportamentului unor indivizi dintr-o singură specie. Bariere fizice, cum ar fi un munte sau un râu nou format, pot, de asemenea, să separe două populații ale aceleiași specii, astfel încât acestea să nu se poată împerechea și să amestece genele.

În timp (mii sau milioane de ani), organismele care s-au adaptat la noile situații, în ceea ce privește aspectul, comportamentul sau caracteristicile fizice, din specia originală. Acestea devin atât de diferite din punct de vedere genetic încât nu mai pot avea urmași fertili unul cu celălalt. Biologii numesc acest lucru izolare reproductivă.

Pentru a afla dacă două populații ale unui organism au devenit izolate din punct de vedere reproductiv, taxonomiștii compară, de obicei, distribuția lor pentru a vedea dacă există vreo barieră, caracteristicile lor fizice, cum ar fi mărimea, culoarea, dentiția sau sistemul scheletic și comportamentul lor. La unele specii de muntjacs, aceste diferențe sunt ușor de observat. De exemplu, diferențele de mărime dintre micul muntjac Putao Muntiacus puhoatensis și marele muntjac gigant Muntiacus vuquangensis.

Muntjacii roșii sunt mai confuzi. „Incertitudinea taxonomică în jurul muntjacilor (roșii) provine în mare măsură din faptul că sunt unul dintre cele mai răspândite grupuri de muntjac și au caracteristici ecologice și morfologice foarte asemănătoare – criteriile folosite până acum pentru a descrie specii/sub-specii în cadrul muntjacilor roșii”, afirmă Renata Martins, biolog evoluționist la Leibniz Institute for Zoo and Wildlife Research, Berlin, Germania.

După cum subliniază Martins, care a studiat liniile genealogice ale muntjacului roșu ca parte a cercetărilor sale de doctorat, în ceea ce privește aspectul și comportamentul, muntjacii roșii din Asia sunt aproximativ asemănători. Blana lor variază de la maro deschis pal până la culoarea roșiatică. Masculii au colți mici și coarne foarte scurte în timpul sezonului de reproducere. Femelele au mici butoane osoase în loc de coarne. Spre deosebire de alte specii înrudite de cerbi de frunză, muntjacii roșii nu sunt, de asemenea, limitați doar la pădurile tropicale. De exemplu, în India, muntjacul roșu se găsește în pădurile umede din nord-est și Western Ghats, precum și în pădurile uscate de tufișuri din centrul Indiei.

Număr variabil de cromozomi

Nu aceste caracteristici externe au fost cele care au diferențiat Muntiacus muntjac de Muntiacus vaginalis. A fost ceva din interiorul corpului lor – numărul de cromozomi pe care îl aveau.

Grupul muntjac are cea mai mare diversitate în ceea ce privește numărul de cromozomi dintre mamifere. În timp ce muntjacul chinezesc sau muntjacul Reeves are 46 de cromozomi, muntjacul negru și muntjacul Gongshan au opt cromozomi la femele și nouă la masculi, iar muntjacul lui Fea are 13 cromozomi la femele și 14 la masculi. În anii 1970, s-a descoperit că muntjacii indieni din Garo Hills, din partea de nord a Asiei de sud-est și din sudul Chinei, aveau doar șase cromozomi la femele și șapte la masculi, cel mai mic număr de cromozomi pentru orice mamifer.

Științii estimează că strămoșul lor direct avea 70 de cromozomi, iar muntjacii sunt capabili să fuzioneze rapid mai mulți cromozomi pentru a face câțiva cromozomi mari. Deoarece ADN-ul din cromozomi nu este modificat prea mult – este doar recipientul – aspectul și comportamentul lor sunt similare, dar sunt izolați din punct de vedere reproductiv. Un muntjac chinez nu poate produce urmași fertili cu un muntjac indian.

Biologii teoretizează că acest tip de schimbare rapidă a numărului de cromozomi a fost cauza existenței atâtor specii diferite de muntjac, chiar dacă din punct de vedere ecologic și comportamental sunt în mare parte similare. Această teorie a căpătat credibilitate mai ales în cazul muntjacilor roșii.

Nu toți muntjacii roșii sunt la fel

Pentru o lungă perioadă de timp, s-a presupus pur și simplu că toți muntjacii roșii din Asia aveau același cariotip (numărul și aspectul cromozomilor din nucleu) ca și cel al muntjacului indian. Dar Groves și Grubb au analizat o singură femelă de muntjac roșu din Malaezia și au descoperit că aceasta avea opt cromozomi. Un cariotip diferit însemna că existau două populații și că acestea erau izolate din punct de vedere reproductiv.

Ei au afirmat că această diferență de cariotip, împreună cu unele diferențe în ceea ce privește mărimea corpului, mărimea și culoarea coarnelor, era suficientă pentru a demonstra că muntjacul indian era cel puțin două specii diferite. În 2014, Uniunea Internațională pentru Conservarea Naturii (IUCN) a acceptat provizoriu clasificarea de către Groves și Grubb a celor două specii de muntjac roșu și le-a redenumit muntjac roșu nordic (care include populațiile din sudul Asiei, Myanmar, Vietnam, China și Laos) muntjac roșu sudic (părțile sudice ale Asiei de sud-est, inclusiv Malaezia și regiunea Sunda).

Dar oamenii de știință, care evaluează riscul speciilor pentru IUCN, au îndemnat la mai multe studii, subliniind că ar fi nevoie de cariotipurile multor indivizi de muntjac roșu din întreaga arie de răspândire a speciei pentru a fi cu adevărat siguri. „Se pare că nu a existat nicio investigație suplimentară semnificativă a acestei diviziuni taxonomice din 2008 și, prin urmare, reevaluarea din 2014, în mare parte de dragul status quo-ului, menține acest tratament taxonomic”, a notat site-ul IUCN.

În ceea ce privește afirmația lui Groves și Grubb că muntjac indian din centrul Indiei (Muntiacus aureus) și Western Ghats și Sri Lanka sunt (Muntiacus malabaricus) erau, de asemenea, specii distincte, dovezile par și mai șubrede. Aceștia subliniază diferența de culoare a blănii populațiilor de muntjac din diferite părți ale țării.

Muntiacus vaginalis, muntjacul indian din estul țării, este descris ca fiind roșu închis, cu coarnele membrelor de culoare maro spre gri, cu dimensiuni cuprinse între nouă și doisprezece centimetri. Muntjacii din Western Ghats, M. malabaricus, potrivit lui Groves și Grubb, sunt mult mai palizi, aproape maro deschis, iar coarnele sunt mai mici de 9,5 centimetri, în timp ce M. aureus din centrul Indiei este aparent cea mai mică specie și mai palidă, aproape galbenă, cu coarne care au mai puțin de 10 centimetri.

Groves și Grubb nu oferă nicio informație cu privire la numărul de exemplare individuale de muntjac pe care le-au examinat în întreaga țară și cât de consistent au găsit aceste diferențe, ceea ce este problematic deoarece aceste diferențe de culoare nu par a fi uniforme. UICN subliniază faptul că nu iau în considerare nicio explicație alternativă pentru diferențele de caractere fizice din întreaga țară.

Organismul internațional admite că muntjacul indian ar putea fi într-adevăr mai multe specii. Cu toate acestea, documentarea unor astfel de specii, în special de dragul stabilității taxonomice, necesită ca sarcina probei să fie plasată pe acei autori care încearcă separări taxonomice”, notează site-ul IUCN. Deși Groves și Grubb nu au furnizat nicio dovadă nouă, lucrarea de doctorat a lui Martins a constatat că ar putea exista ceva în toată povestea.

Analiza ADN-ului mitocondrial pentru a urmări linia maternă

Biologul Martins și colegii săi au extras ADN-ul mitocondrial din părți de muntjac roșu (cum ar fi craniile și coarnele) colectate din întreaga Asie și conservate în muzee de istorie naturală din Europa, precum și ADN proaspăt de la animale braconate în Vietnam. Majoritatea eșantioanelor au provenit din Asia de sud-est (inclusiv China, Vietnam, Thailanda, Malaezia și insulele Sunda).

În Asia de sud, au fost folosite nouă eșantioane din nordul Indiei (numai din Himachal Pradesh), estul Indiei și sudul Indiei, precum și unul din Sri Lanka și unul din Nepal. De asemenea, au pus în comun informații ADN arhivate din Ghats de Vest. Există două tipuri de ADN într-un organism. ADN-ul nuclear care este transmis de ambii părinți unui descendent și este prezent în nucleu (sistemul de control al unei celule) și ADN-ul mitocondrial care este transmis exclusiv de la unul dintre părinți, de obicei de la mamă la copil și este stocat în mitocondrie (partea producătoare de energie a celulei).

Majoritatea informațiilor genetice despre o specie este prezentă în ADN-ul nuclear. ADN-ul mitocondrial are doar o foarte mică parte din aceste informații. Dar, deoarece ADN-ul mitocondrial poate fi transmis doar de la mamă la copil, acesta ne permite să urmărim întreaga linie maternă a unui individ.

Studiul a arătat că toate probele de muntjac roșu pe care le-au examinat se încadrează în trei linii materne distincte. Cea mai veche linie genealogică provenea de la populația din Sri Lanka-Western Ghats. Muntjacii roșii din nordul Indiei și din nordul Asiei de Sud-Est s-au încadrat într-o singură linie maternă pe care autorii au numit-o linia continentală, iar muntjacii roșii din Malaezia și insulele Sunda au format o altă linie.

Ultimele două linii au fost similare cu clasificarea IUCN a muntjacilor roșii nordici și sudici, dar linia Sri Lanka-Western Ghats pare complet distinctă. Rezultatele sugerează că afirmația lui Groves și Grubb privind existența unei specii separate Sri Lanka -Western Ghats trebuie cel puțin investigată.

„Într-adevăr, aceasta a fost o constatare foarte importantă a studiului nostru”, a declarat Martins. „Din păcate, nu am reușit să obținem mai multe probe din aceste regiuni pentru a putea evalua variabilitatea genetică între populațiile prezente acolo”, a adăugat ea. „Cu toate acestea, am găsit dovezi puternice că acestea sunt populații foarte distincte de restul muntjacurilor roșii.”

În India, există mai multe specii care se găsesc doar în pădurile tropicale din Western Ghats din sudul Indiei și în pădurile tropicale din nord-estul Indiei, dar nicăieri între ele. O teorie este că, atunci când India a fuzionat pentru prima dată cu Asia, întreaga masă continentală indiană era probabil o pădure umedă veșnic verde. Dar este posibil ca o perioadă de răcire intensă să fi uscat India Centrală, lăsând unele specii blocate în mici petice de păduri umede din Ghats de Vest și din nord-estul Indiei. Acesta este motivul pentru care aceste două regiuni au mai multe specii sau cel puțin specii înrudite în comun, cum ar fi pasărea albastră zburătoare asiatică sau șopârlele zburătoare.

Cu toate acestea, spre deosebire de pasărea albastră zburătoare, muntjacii roșii se găsesc astăzi în pădurile uscate din sudul și centrul Indiei, precum și în pădurile din nord. Așadar, cum se explică descendența distinctă din grupul Western Ghats – Sri Lanka?

Martins speculează că, în timpul uneia dintre numeroasele schimbări climatice care au avut loc în regiune, o anumită populație de muntjacs roșii trebuie să fi colonizat zonele uscate. Altele trebuie să fi rămas în regiunea Western Ghats-Sri Lanka suficient de mult timp pentru a deveni diferite din punct de vedere genetic, poate schimbându-și cariotipul.

„Muntjacs sunt studiate pe scară largă pentru variațiile lor cromozomiale extreme. Speciile cu cariotipuri foarte diferite sunt incapabile să producă urmași viabili. Prin urmare, dacă într-adevăr astfel de bariere în calea fluxului genetic, cum ar fi cariotipul diferit, au fost create în timpul izolării populațiilor din Ghats de Vest și din nordul Indiei, atunci s-ar putea explica de ce acestea sunt încă izolate genetic după întoarcerea speciei în India Centrală.” Dar ea subliniază prudența în elaborarea teoriilor. „Cu toate acestea, din câte știm noi, încă lipsesc studiile de cariotip asupra indivizilor din Western Ghats sau Sri Lanka.”

Înseamnă acest lucru că India Centrală ar putea avea propria subspecie sau specie, un Muntiacus aureus, așa cum au sugerat Groves și Grubb? Deoarece studiul nu a folosit eșantioane din această regiune, Martins refuză să speculeze, adăugând: „Cred că o parte din incertitudinea taxonomică cu acest grup provine din speculațiile bazate pe eșantioane foarte mici (uneori, indivizi singuri) față de grupul mai mare.”

„Eșantionarea altor regiuni, cum ar fi regiunile muntoase sau zonele uscate din India, va fi primordială pentru clarificarea taxonomiei muntjacului roșu și pentru a găsi, eventual, populații distincte și unice care sunt ascunse astăzi în cadrul marelui M. vaginalis și M. muntjac”, afirmă ea.

„Trebuie prelevate mai multe probe”, a fost de acord Uma Ramakrishnan, un biolog evoluționist de la Centrul Național pentru Științe Biologice (NCBS), Bangalore. Ramakrishnan, care nu face parte din niciunul dintre studiile discutate aici, avertizează împotriva utilizării doar a ADN-ului mitocondrial, care provine doar de la mamă și nu surprinde imaginea completă. „În mod ideal, dacă puteți obține specimene, ar trebui să vă uitați atât la morfologie, cât și la ADN și doriți să obțineți mai mult decât genomul mitocondrial.”

Martins speră că biologii vor fi capabili să facă acest lucru în viitor. „Odată cu progresele în tehnologia de secvențiere ne putem aștepta, și vedem deja, un acces mai ușor la ADN-ul nuclear. Studiul ADNn va avea implicații importante în înțelegerea adaptărilor speciilor și va ajuta la rezolvarea relațiilor filogenetice intrigante.”

Ramakrishnan a subliniat, de asemenea, că pentru a rezolva cu adevărat confuzia taxonomică a speciei, ar trebui să se colecteze probe de ADN din cea mai mare parte a arealului său. Dar aici este cazul în care natura ubicuă a muntjacului roșu ar putea fi un obstacol. Există provocări pentru prelevarea de probe în atât de multe locuri diferite din aria de răspândire a muntjacului roșu.

O opțiune pe care a subliniat-o este obținerea de probe de celule de la muntjacii roșii în captivitate. Aceasta pare a fi o opțiune viabilă cel puțin în India. În țară există 141 de grădini zoologice ale guvernului central. Cel puțin 63 dintre acestea au expoziții de muntjac roșu și sunt situate în toată țara, inclusiv în state precum Himachal Pradesh în nord, Ooty în Western Ghats și Madhya Pradesh în centrul Indiei și Arunachal Pradesh în nord-est.

Dar contează ceva din toate acestea? Ce se va obține având mai multe specii de cerbi lătrători?

Acest lucru ar putea depinde de modul în care vedem activitatea de identificare și clasificare a speciilor. Taxonomia, pe de o parte, satisface vechea nevoie umană de a plasa lumea (în acest caz lumea vie) în categorii ordonate. În acest sens, identificarea speciilor și a subspeciilor ar putea părea ca o gaură de iepure a organizării. Pe de altă parte, arborii genealogici întinși ne pot arăta cât de departe au călătorit organismele în sens evolutiv, acumulând pe parcurs adaptări și mutații extraordinare. În acest fel, ei pot spune povestea planetei însăși.

„Mi-ar plăcea să văd mai multe cercetări privind taxonomia acestei/acestei specii”, a declarat Martins. „Muntjacii roșii sunt cu adevărat un grup fascinant, din punct de vedere evolutiv (cu, de exemplu, diferențele cariotipice), dar și un model excelent pentru a studia modul în care schimbările climatice din trecut au afectat evoluția mamiferelor într-un hotspot de biodiversitate.”

Ramakrishnan, care este genetician în domeniul conservării, sugerează că ar putea exista o anumită valoare practică în rezolvarea problemelor de taxonomie, de asemenea. „Este util dacă aveți în vedere unități semnificative din punct de vedere evolutiv pentru conservare. De exemplu, să presupunem că muntjacii au dispărut într-o anumită locație, cum ar trebui să ne descurcăm? Ar trebui să le reintroducem? De unde ar trebui să le reintroducem? Și acest lucru ar putea, de asemenea, să informeze lucruri precum unitățile semnificative de gestionare”, a întrebat ea.

Acest lucru ar putea fi deosebit de urgent în cazul populației din Western Ghats-Sri Lanka, potrivit lui Martins. „Ținând cont de distinctivitatea genetică a acestei populații, de restricția lor spațială și de presiunea umană asupra habitatelor lor, se poate spune cu siguranță că se acordă o evaluare suplimentară și o evaluare a stării lor de conservare.”

CITAȚIE:

Martins, R. F., Fickel, J., Le, M., Van Nguyen, T., Nguyen, H. M., Timmins, R., … & Wilting, A. (2017). Phylogeography of red muntjacs reveals three distinct mitochondrial lineages. BMC Evolutionary Biology, 17(1), 34.

Timmins, R.J., Steinmetz, R., Samba Kumar, N., Anwarul Islam, Md. & Sagar Baral, H. (2016). Muntiacus vaginalis. Lista roșie IUCN a speciilor amenințate 2016: e.T136551A22165292. http://dx.doi.org/10.2305/IUCN.UK.2016-1.RLTS.T136551A22165292.en. Descărcat la 05 aprilie 2019

Groves, C., & Grubb, P. (2011). Taxonomia ungulatelor. JHU Press.

Wang, W., & Lan, H. (2000). Reduceri rapide și paralele ale numărului de cromozomi la cerbii muntjac deduse din filogenia ADN-ului mitocondrial. Molecular Biology and Evolution, 17(9), 1326-1333.

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

.