Evoluţia nu se desfăşoară numai aşa cum am învăţat la şcoală: uneori, poate merge pe căi ciudate, pe care biologii abia încep să le înţeleagă   

Prin pădurile Americii de Nord au început să bîntuie, în ultimul secol, haite întregi de lighioane noi şi bizare. Născute din împerecherea coioţilor diferite specii de lupi şi cu cîini, aceste creaturi dau bătaie de cap zoologilor – care se trudesc să le potrivească în clasificările tradiţionale –, stîrnesc interesul geneticienilor, care descoperă fascinaţi amestecul de gene ce fac atît de aparte aceste făpturi, şi readuc la lumină întrebări vechi – la care biologii nu au dat încă un răspuns clar – privitor la ceea ce înseamnă o specie. Cine sunt bizarele jivine a căror existenţă zgîlţîie temeliile ştiinţelor zoologice?

Lup + coiot + cîine = ?

Unii le numesc „coilupi” – „coywolves”, în engleză, ca recunoaştere a faptului că sunt, în mare, produsul unei hibridizări între coiot şi lup. Dar care lup? Cel puţin două specii de lupi au luat parte la geneza acestor noi mamifere, la amestec adăugîndu-se uneori – pentru a face lucrurile şi mai complicate – şi sînge de cîine, astfel încît analizele genetice arată, în cazul unor exemplare, o combinaţie năucitoare de gene provenite de la vreo 4 specii.

 Povestea apariţiei acestor „coilupi” şi implicaţiile descoperirii şi studierii lor pentru gîndirea ştiinţifică în domeniul ştiinţelor naturii fac subiectul unui articol vast apărut recent în New York Times, semnat de Moises Velasquez-Manoff. Discutînd cu biologi de diferite specialităţi – geneticieni, zoologi, specialişti în biologie evolutivă – el arată modul în care au apărut aceste animale, implicarea omului în apariţia lor şi impactul acestui fenomen asupra gîndirii taxonomice.

Spre deosebire de speciile „pure”, ale căror populaţii sunt mai uniforme, puţin diverse genetic, toţi indivizii semănînd mult între ei la nivelul profund al genomului, populaţia hibridă de coilupi este una eterogenă: există exemplare care sunt mai mult lupi, cu ceva gene de coiot şi, la celălalt capăt al acestui spectru de distribuţie, sunt coioţi cu oarece gene de lupi. Între aceste extreme, genele de coiot şi cele provenite de la diferite specii de lup pot apărea în orice proporţie, uneori amestecul fiind „condimentat” şi cu nişte gene provenite de la cîini sălbăticiţi prin pădure şi care şi-au făcut de cap cu speciile înrudite de canide – lupii şi coiotul. Unii specialişti cred că ar fi implicată şi o altă specie de lup Nord-americană, lupul roşu (Canis rufus), deşi statutul de specie „pură” al acesteia este el însuşi controversat. 

Acest amestec încîlcit este numit de geneticienii de la Trent University din Peterborough, Canada, „ canis soup”; cum s-ar zice, o amestecătură, un fel de „ciorbă” (genetică) de mamifere din genul Canis, căruia îi aparţin toate speciile care au contribuit la naşterea acestor hibrizi complecşi. 

Povestea s-a desfăşurat cam aşa: odată cu colonizarea de către europeni a Americii de Nord, o specie americană de lup (lupul răsăritean, Canis lycaon) a devenit obiectul persecuţiilor din partea coloniştilor. Vînarea intensă şi intoxicarea cu momeli otrăvite au dus la dispariţia acestei specii din zona de Nord-Est a Statelor Unite. Ultimele rămăşiţe scăpate de la măcel ale acestei populaţii au migrat pe teritoriul de azi al Canadei. În aceeaşi perioadă, coioţii  (Canis latrans), o specie mai mică de canide sălbatice, originari din Great Plains (Marile Cîmpii, întinsa zonă de prerie din centrul SUA), a început să-şi extindă arealul spre Est, unde a dat peste lupii răsăriteni „refugiaţi” şi s-a împerecheat cu aceştia. Descendenţii lor s-au împerecheat şi cu alte specii de canide: uneori şi cu cîini (Canis familiaris), dar mai ales cu lupul cenuşiu, originar din Eurasia, Canis lupus, specia de lup care trăieşte şi la noi şi care a migrat în America de Nord în mai multe valuri, în timpul ultimelor 240.000 de ani, peste puntea de uscat care, în timpul glaciaţiunilor, se forma pe locul actualei Strîmtori Bering, legînd Asia de America de Nord. 

Rezultatul a fost apariţia unor carnivore hibride care au moştenit de la părinţii lor de specii diferite un amestec de trăsături care i-a ajutat să devină jucători redutabili în ecosistemele în care trăiesc. Mai mari decît coioţii (cu aproximativ 40%), cu fălci mai puternice, asemenea lupilor, au moştenit, tot de la lupi, caracterul de animale sociale, ceea ce le permite să vîneze în haită, lucru ce-i face eficienţi în doborîrea prăzilor mari. Dar au moştenit şi de la coioţi o însuşire valoroasă: capacitatea de a se adapta mediului antropizat, de a trăi, adică, în medii cu populaţie umană densă. Coioţii sunt aşa de buni la asta, încît mulţi trăiesc în oraşe, chiar în metropole americane zgomotoase şi aglomerate, cu milioane de locuitori.

Beneficiind de creşterea suprafeţei pădurilor în Estul Americii de Nord (deoarece în SUA agricultura este acum practicată predominat în partea centrală a ţării şi în California, pădurile au reocupat terenurile altădată cultivate, iar trecerea la economia bazată pe petrol a redus consumul de lemn) – coilupii şi-au tot extins arealul, ceea ce continuă să facă şi în ziua de azi. Aşadar, fără să vrea, omul a creat condiţiile răspîndirii acestei noi entităţi hibride. Iar amestecul său unic de trăsături, datorat combinaţiei de gene, l-a ajutat să se adapteze şi să se răspîndească, mult mai uşor şi mai rapid decît oricare dintre speciile pure care i-au fost părinţi, în zone în care presiunea antropică este destul de mare, ca urmare  a densităţii populaţiei umane.

„Suntem cumva, privilegiaţi pentru că am putut asista, în ultimii 100 de ani, la naşterea acestei entităţi”, spune Bradley White, genetician la Trent University.

Dar această entitate nu este interesantă doar din perspectiva diversităţii faunistice: existenţa ei pune în discuţie – sau repune, cine ştie pentru a cîta oară –  concepte vechi care domină încă gîndirea ştiinţifică, dar care, iată, se dovedesc neadecvate cîteodată, incapabile să cuprindă complexitatea lumii vii aflate în plină evoluţie.

Specii şi hibrizi

Multă vreme, biologii au considerat că hibridarea interspecifică – împerecherea între specii diferite – ar duce la dispariţia unor specii în stare pură şi, ca tare, era considerată un fenomen negativ.  Concepţia în privinţa speciilor este încă tributară descrierii date de Ernst Mayr, la jumătatea secolului XX: procesul de speciaţie – formare a unor specii noi – are loc atunci cînd 2 populaţii are unei specii devin izolate, fie geografic, fie ecologic sau comportamental. Cazul cel mai simplu este cel al apariţiei unei bariere geografice: dacă în mijlocul unei întinderi de uscat, pe care trăieşte specia X, s-ar deschide un braţ de mare, împărţind astfel în două suprafaţa de uscat şi separînd populaţia iniţială, omogenă, a speciei în două populaţii, izolate una de alta, atunci cele două populaţii ar evolua separat, fiecare mergînd pe un drum evolutiv propriu.  În cele din urmă, ar ajunge să se deosebească între ele atît de mult, încît, chiar dacă obstacolul care le separă ar dispărea, cele două specii nu s-ar mai putea încrucişa între ele, ca să de naştere la urmaşi; genetica lor nu le-ar mai permite asta. Aceasta este izolarea reproductivă, factorul esenţial în definirea unei specii, în viziunea lui Mayr.

Dacă izolarea reproductivă este cheia apariţiei şi menţinerii speciilor, a părut logic pentru naturalişti să considere că fenomenul invers, hibridarea interspecifică, înseamnă stingerea speciilor. Hibridarea între specii rămîne posibilă în timpul procesului de speciaţie – care, de obicei, durează sute de mii sau milioane de ani -, atît timp cît deosebirile între specii nu sunt atît de mari încît să ducă la izolarea reproductivă. 

În fauna de astăzi, se întîlnesc multe exemple de acest tip: specii înrudite, aflate în evoluţie, pe drumul diferenţierii depline, dar încă insuficient distanţate între ele genetic, se împerechează ocazional, ca o excepţie la comportamentul lor obişnuit.  

Uneori se încrucişează între ei indivizi proveniţi de la două specii de animale domestice; aşa e cazul catîrului (un hibrid de cal şi măgar) sau al hibridului denumit dzo, rezultat din încrucişarea vacilor cu yakul, o specie de bovine din Tibet, crescute pentru lapte, carne şi ca animale de povară. 

În alte ocazii, e vorba despre o specie domestică şi una sălbatică, aşa cum e cazul hibrizilor de cîine şi lup sau al celor rezultaţi din împerecherea unei pisici sălbatice (Felis silvestris) cu o mîţă domestică (Felis catus). 

Alteori, se împerechează,  nu numai în captivitate, ci şi în libertate, indivizi din 2 specii sălbatice:

• un exemplu este cel al urşilor „grolar (sau „pizzly”), rezultaţi din hibridarea ursului grizzly (Ursus arctos horribilis) cu ursul polar (Ursus maritimus). Analizele ADN au confirmat cîteva cazuri de acest gen. 
• există cazuri de pui născuţi din împerecherea linxului canadian (Lynx canadensis) cu linxul roşu, numit şi bobcat (Lynx rufus), o altă specie nord-americană de linx, mai sudică
• au fost descrişi rechini hibrizi, delfini hibrizi, balene hibride, exemplare de broaşte, păsări, lilieci, veveriţe hibride şi multe alte cazuri, care arată că împerecherea interspecifică, deşi rămîne o excepţie faţă de comportamentul reproductiv normal, este totuşi mai răspîndită decît se credea. 

Chiar şi omul modern - noi, specia Homo sapiens – poate avea în genomul său urme de ADN de la alte specii: cu excepţia populaţiilor subsahariene, mai toţi locutorii au în genom mici porţiuni – pînă la 4% – de ADN provenit de la omul de Neanderthal, ba chiar, spun unii experţi, şi urme de ADN de la o altă specie de om, din Eurasia, omul din Denisova (denisovan), specii cu care H. sapiens s-ar fi încrucişat ocazional în cursul evoluţiei sale în Eurasia.

Hibrizii sunt „buni” sau „răi”?

Constatarea că hibridarea interspecifică apare destul  de des vine în contradicţie cu ideea că hibridarea e o treabă proastă din punct de vedere evolutiv. De ce e considerată un lucru negativ? Unul dintre motive ar fi acela că, în multe cazuri, hibrizii rezultaţi în prima generaţie sunt sterili, adică sunt, din punct de vedere al evoluţiei, ce presupune perpetuarea speciilor, un fel de rebuturi. (Aşa e cazul catîrilor: masculii sunt sterili întotdeauna, femele pot fi fertile, dar rareori.) Apoi, chiar dacă descendenţii hibrizii sunt fertili, ar putea exista probleme legată de adaptare: părinţii de specii diferite sunt, de obicei, adaptaţi la medii diferite, cu resurse diferite (cum e cazul urşilor grizzly şi al urşilor polari), iar descendenţii, care nu seamănă complet cu niciunul dintre părinţi, ar putea avea dificultăţi în adaptarea la oricare dintre cele două medii. 

Aşadar, încrucişarea interspecifică pare „o idee proastă” din punct de vedere evolutiv. Şi totuşi, apare mai des decît se credea, iar cazul coilupilor, hibrizi complecşi, foarte bine adaptaţi şi aflaţi în plină expansiune, demonstrează că lucrurile nu sunt aşa de simple cum par să le prezinte conceptele clasice de specie, speciaţie etc.

Printre altele, apariţia acestor jivine arată că imixtiunea omului în natură poate sparge barierele naturale ce izolează speciile una de alta. 

De pildă, schimbările climatice – la care activitatea umană are o contribuţie însemnată – pot favoriza întîlnirea unor specii pînă atunci izolate geografic. Încălzirea globală afectează foarte puternic Arctica, această regiune încălzindu-se, spun experţii, de 2-4 ori mai repede decît restul planetei. Climatul devine mai puţin aspru, pădurile şi tufărişurile se extind. Ca urmare, speciile de animale mai sudice îşi extind arealul spre miazănoapte, unde se întîlnesc cu rudele lor mai nordice şi, dacă diferenţele genetice între ele nu sunt prea mari, se încrucişează. 

Dar chiar şi fără amestecul omului, hibridarea interspecifică există, iar existenţa ei pe scară destul de largă impune revizuirea concepţiei conform căreia hibrizii sunt nişte „rebuturi”. Biologii de azi tind să creadă, mai curînd, că hibridarea interspecifică poate fi şi un mecanism adaptativ, speciile putînd face astfel schimb de gene, iar unele dintre aceste gene se pot dovedi utile, ajutînd hibrizii să se adapteze la mediul de viaţă în moduri noi, diferite de cele în care erau adaptaţi părinţii lor.  În esenţă, e un mecanism al evoluţiei, unul foarte rapid, schimbările petrecîndu-se în timp scurt, cîteva secole ori chiar decenii.

Asemenea modalităţi accelerate de evoluţie se dovedesc valoroase mai ales în cazul unor schimbări rapide survenite în mediul de viaţă, schimbări care pun care pun animalele în faţa alternativei „adaptează-te foarte repede sau dispari”. Din nou, cazul coilupilor este revelator: puternici aproape ca lupii, sociali ca şi ei, au în plus, asemeni coioţilor şi spre deosebire de lupi, capacitatea de a suporta mai bine prezenţa umană în mediul lor de viaţă – o adaptare importantă într-o lume în care această prezenţă devine tot mai copleşitoare. Iar adaptarea s-a realizat în timp scurt, nu în sute de mii ori milioane de ani, cît se credea că este necesar speciilor pentru a evolua prin mecanismul „clasic” - fixarea, în cursul a mii de generaţii, prin selecţie naturală, a unor trăsături utile apărute prin mutaţii spontane.

Un alt exemplu este prezentat de doi biologi, Peter şi Rosemary Grant, în cartea lor „40 Years of Evolution: hibridarea a ajutat specii de păsări – dintr-un grup de specii înrudite cunoscute sub numele de „cinteze de Galapagos” – să se adapteze condiţiilor schimbătoare ale mediilor lor de viaţă, din insulele arhipelagului Galapagos, atunci cînd ecologia unor insule s-a modificat ca urmare a unui fenomen El Niño deosebit de puternic.

Secretul acestei evoluţii super-rapide este faptul că speciile care se încrucişează schimbă între ele trăsături deja „testate”, deja puse la încercare de evoluţie.

Un alt aspect constatat de biologi este faptul că hibridarea apare mai des în situaţii dificile, de exemplu ameninţarea din partea prădătorilor sau condiţii climatice foarte nefavorabile. E ca şi cum animalele şi-ar spune că, atunci cînd vremurile sunt grele şi viaţa nesigură, e mai bine să se împerecheze cu un partener de altă specie, decît să piardă timp căutînd un partener conspecific, cu riscul de a nu-l găsi la vreme şi de a nu-şi putea astfel transmite mai departe genele. Uimitor mecanism adaptativ al naturii, destinat să susţină perpetuarea vieţii, chiar sub forma „imperfectă” a unor hibrizi interspecifici! 

Presiunea, ameninţările generate de activitatea umană – vînarea excesivă, suprapescuitul, poluarea, distrugerea habitatelor, schimbările climatice – toate pot stimula acest proces. Este unul dintre modurile mai puţin cunoscute în care omul afectează natura. 

Cum rămîne cu specia?

Aşadar, alături de puternicele mecanisme evolutive care direcţionează speciaţia (diferenţierea speciilor) – pentru că altfel n-ar mai exista diversitate - acţionează, mai subtile, mai puţin cunoscute, şi mecanisme care favorizează procesul opus: contopirea unor specii. Ambele mecanisme joacă un rol în scenariul evoluţiei vieţii pe Pămînt, scenariu care se dovedeşte tot mai complex, pe măsură ce îl aprofundăm. 

Toate aceste aspecte fac şi mai dificilă definirea speciei. Sau, cum spune Brendan Kelly, directorul ştiinţific al Monterey Bay Aquarium: „Secretul murdar al biologiei este că unitatea fundamentală cu care operează această ştiinţă – specia – de fapt nu poate fi definită clar.”

Nu e numai o problemă teoretică, ci are importanţă, după cum subliniază autorul articolului citat, din perspectiva eforturilor de conservare: hibridarea între specii este adesea privită ca o pierdere (pentru că poate duce la dispariţia unor specii ca atare, a speciilor „pure”). Dar, uneori, din punctul de vedere al biodiversităţii, poate fi privită şi ca un cîştig; din nou, cazul coilupilor e un exemplu interesant în acest sens.

Dar implicaţiile modului tradiţional de a gîndi despre specii şi hibrizi trec dincolo de biologie şi de problemele conservării, consideră unii specialişti. Autorul articolului citează părerea lui Michael Arnold, genetician în cadrul University of Georgia; acesta crede că în viziunea „clasică”, aceea care scoate în evidenţă importanţa menţinerii purităţii speciilor şi care consideră hibrizii drept rebuturi, se regăseşte un ecou al concepţiilor anacronice legate de metisaj, de amestecul de rase, de „corcire”. Oare nu cumva gîndirea majorităţii  biologilor este, inconştient, afectată de acest mod perimat de a gîndi?

Dacă e aşa, spune autorul articolului, atunci schimbarea de paradigmă, noua concepţie asupra hibridării ca mecanism al evoluţiei, cu potenţiale efecte pozitive, este un semn că biologia leapădă, în fine, îndelungata înrîurire exercitată asupra ei de pseudoştiinţe. Iar această nouă viziune, deşi inconfortabilă pentru mulţi – pentru că îi scoate de pe cărările bătătorite ale gîndirii biologice clasice, conform căreia speciile sunt specii, iar hibrizii sunt erori ale naturii – arată că, de fapt, problema este modul nostru prea îngust de a gîndi natura, evoluţia, viaţa pe planetă.

Natura nu se supune categoriilor inventate de noi, nu poate fi înghesuită în clasificările întocmite de noi, nu încape fix în mobila cu sertăraşe ordonate pe care am construit-o în mintea noastră spre a o organiza aşa cum ne-ar plăcea nouă să o vedem, desăvîrşit ordonată conform criteriilor născocite de noi. Natura e uriaşă, complicată, nemărginită în diversitatea manifestărilor ei, a adaptărilor de care e capabilă; mai vastă şi mai complexă decît ne putem noi închipui; fiecare nouă descoperire ne arată acest lucru. Şi, încet-încet, biologii încep să aprecieze asta, îndepărtîndu-se de rigiditatea concepţiilor ştiinţifice ale trecutului şi adoptînd un nou fel de vedea viaţa pe Pămînt.

Cum vor influenţa aceste noi descoperiri şi acest nou fel de a gîndi modul care ne raportăm la natură, rămîne de văzut, după cum rămîne de văzut şi ce impact va avea hibridarea asupra biodiversităţii planetei.

Mihaela Stănescu