Populační genomika v ochraně hmyzu

V našem mini-review shrnujeme různé postupy, které jsou dnes už běžně využívané v genomickém výzkumu motýlích populací, a navrhujeme možnosti, jak převést vědecké znalosti do ochranářské praxe. Genomické postupy umožňují například snížit počet jedinců nutných ke studiu demografie populací. Zvyšují potenciál využití degradovaného muzejního materiálu a poskytují tak možnost porovnávat historické a současné populační trendy.Genomika umožnuje na jemné škále kvantifikovat bariéry genového toku ve fragmentované krajině nebo objevovat kryptické linie uvnitř druhů. Divergentní části genomů mohou znamenat potenciální adaptace na současný tlak prostředí. Celkově představuje genomika nástroj k identifikování malých unikátních populací, které si zaslouží pozornost ochrany přírody,může lokalizovat zdrojové populace pro asistované kolonizace a reintroduce, nebo také může pomoci obnovit genový tok a provázanost biotopů.

Populační genomika zatím nebyla v ochraně hmyzu příliš výrazně uplatněná. Pomocí literární rešerše a rozhovorů s populačními genetiky i praktickými ochranáři jsme identifikovali největší problémy, které brání zavést znalosti získané v základním genomickém výzkumu do efektivní ochrany hmyzu. Například stále ještě neexistují standardní metodiky, které by mohly být použity při plánování managementu, jako například jak snadno diagnostikovat genetickou diverzitu skrz genom nebo jak nalézt adaptace šířící se skrz
populace. Přestože je klasická ochrana hmyzu orientovaná na ochranu biotopů, populační genomika může pomoct při plánování managementu vlajkových nebo deštníkových druhů, které mohou představovat někteří motýli, kteří jsou důležitými indikátory zdraví ekosystému a jsou dostatečně charizmatičtí, aby dokázali vzbudit zájem o obnovení jejich biotopu. Dále jsme zjistili, že pokud byl ochranářský zásah proveden na základě genetické studie, toto je většinou publikované pouze ve formě technických zpráv v národních jazycích, což znemožňuje využití výsledků v širší vědecké i ochranářské komunitě. Chybí také studie zkoumající genetické charakteristiky populací před, během a po uplatnění ochranářského zásahu.

Rádi bychom proto vyzvali ochranáře a genetické výzkumníky, aby spolupracovali při plánování projektů už od jejich počátku. Předpokladem ale je, že musí dojít k uznání takovéto formy spolupráce akademickými institucemi a grantových agenturami. Spolupráce povede k publikování úspěchů i neúspěchů aplikované ochranářské genetiky ve vědecké literatuře, a podpoře dlouhodobých projektů, které budou moct v delším časovém měřítku vyhodnotit, jak byly ochranářské akce úspěšné. Na tomto základě bude možné vytvořit standardní metodiky pro použití genomiky v praktické ochraně přírody.

Sucháčková Bartoňová A., Linke D., Klečková I., de Gusmão Ribeiro P., Matos Maravi P. F. (2023) Incorporating genomics into insect conservation: Butterflies as a model group. Insect Conservation and Diversity Early View : DOI: 10.1111/icad.12643

Obr. 1. Hnědásek chrastavcový (Euphydryas aurinia) byl reintrodukován z chovu na severu Velké Británie. Po devíti letech byl úspěch projektu potvrzen pomocí populační genetiky – genetická diverzita reintrodukovaných populací byla srovnatelná s těmi přírodními (Davis et al., 2021, Journal of Insect Conservation 25: 875-886). Toto je vzácný případ studie, která hodnotila genetickou diverzitu motýlí populace po ochranářském zásahu. Za použití genomických dat budou moci budoucí studie využívat také muzejní materiál a studovat populační metriky na jemné krajinné škále, včetně hledání potenciální selekce. Teprve až bude k dispozici více příkladů výsledků ochranářských zásahů, které byly provedeny na základně populační genetiky, budeme schopni ohodnotit jejich přínos.

Obr. 2. Biotop okáče žlutookého (Coenonympha oeddipus) (mokřady v Moosbrunnu, Rakousko, foto Kristián Grell). Zvýšená ochrana tohoto druhu, která byla iniciována na základě výsledků genomické studie (Després et al., 2019, Biological Journal of the Linnean Society 126: 95–113), vedla k obnově systému mokřadů kolem Grenoblu ve Francii. Genomické studie deštníkových druhů mohou tedy vést i k obnově a ochraně biotopů, a tím pádem i dalších druhů v ekosystému.