Rasvatihasel on nutikus geenides!

26.01.2016

Rasvatihaseid on juba üle 60 aasta üksipulgi uuritud ning tulemused on avardanud seniseid arusaamu nii elukäiguteooriast kui ka kliimasoojenemisest. Siiski pakuvad tänapäeva molekulaartehnilised võimalused üha uusi avastusi. Värske uuringu tulemused, mis avaldati teadusajakirjas Nature Communications, aitavad selgitada rasvatihase edukust evolutsioneerumisel.

Loomade seas on rasvatihase kognitiivsed võimed ühed parimatest, nad suudavad lahendada keerulisi ülesandeid, õppida teineteiselt ja omandada selliselt uusi toitumisvõtteid. Lindudest aga kuuluvad rasvatihased kindlasti 3% kõige intelligentsemate hulka. Kiirel õppimisvõimel võib olla suur roll isendi edukuse määramisel ja seepärast on see linnuliik pälvinud paljude käitumisökoloogide tähelepanu. Kui siiani oli jäänud saladuseks loodusliku valiku toimimine kognitiivsetele võimetele, siis nüüd pakub rasvatihane nendele küsimustele vastuste leidmiseks abikäe.

Tartu Ülikooli loomaökoloogia professor Raivo Mänd ja linnuökoloogia vanemteadur Vallo Tilgar osalesid koos teiste teadlastega rasvatihase geneetilise koodi murdmisel, mis avab võimalused edasisteks kognitiivsete võimete uurimiseks. Selgitamaks, milline on rasvatihase geneetiline ja epigeneetiline (keskkonnast tulenev) varieeruvus, koguti uuringu käigus DNA-proove mitmetest rasvatihaste populatsioonidest, mis ei erinenud teineteisest oluliselt ning mille põhjal võib Euroopa rasvatihaseid käsitleda ühe homogeense populatsioonina. Miljon aastat tagasi oli rasvatihase populatsiooni efektiivne suurus ehk sigivate isendite hulk umbes 200 000 isendit. Euroopa jääaja alguses, ligikaudu 110 000 aastat tagasi, arvukus langes, kuid taastus seejärel kiiresti, jõudes 70 000 aastat tagasi juba 570 000 isendini (hinnanguline Euroopas pesitsevate rasvatihaste arvukus on tänapäeval kuni 90 miljonit pesitsuspaari). Kuigi meil ei ole võimalik ajas tagasi rännata ja tagantjärgi hinnata, mil määral on rasvatihase kognitiivsed võimed aidanud tal erinevates oludes toime tulla, saame siiski ajas tagasi minna DNA-d uurides.

Värskest teadusuuringust selgus, et neuraalfunktsioone reguleerivaid geene, mis rasvatihastel seostuvad näiteks lauluoskuse, laulu õppimisega, mälu ja sotsiaalsusega, oli arvatust rohkem DNA piirkonnas, millega seostatakse õppimist ja kognitiivseid võimeid. Inimesel seostuvad samad geenid keele ja kõne arenguga. Geenide koondumine konkreetsesse DNA piirkonda viitab sellele, et looduslik valik on neid soosinud.

Kirjeldatud uuringu tulemus annab teadlastele võimaluse jätkata liikide muutustega kohanemise (nt kliima soojenemisega) selgitamist, kuid näitab ka, et keskkonnast tingitud mõjudel on seni arvatust märksa suurem roll mälu ja õppimisvõime evolutsioneerumisel. Viimast kinnitas ka samuti oodatust sagedamini leitud metüleerunud DNA-järjestused – nimelt on metüleerunud järjestustel võime „mäletada“ keskkonnatingimusi ja selle kaudu mõjutada sealhulgas ka kognitiivsete võimetega seostuvate geenide toimet. Kuna järjestused päranduvad teiste geenidega koos, mõjutavad metüleerunud DNA järjestused nende avaldumist.

Kokkuvõtvalt võib öelda, et rasvatihane on evolutsioneerunud nutikaks ajaliselt väga kiiresti.

Laine, V. N. et al. Evolutionary signals of selection on cognition from the great tit genome and methylome. Nature Communications 7:10474 doi: 10.1038/ncomms10474 (2016).

Rasvatihase aasta teadusuudiseid toimetab Marko Mägi, marko.magi@ut.ee.