Non hegoa, han zangoa

Horixe izan da kontatzera noakizun doktore-tesi honen helburua: orain gutxira arte zientzialarien arrastotik at egon den animalia ezezagun baten nitxo ekologikoa zehaztea, hain justu. Saguzar belarrihandi alpetarraz (Plecotus macrobullaris) ari naiz, animalia zinez bitxia eta interesgarria, ikusiko duzunez. 2003. urtean deskribatu zuten lehenbizikoz, Austriako Alpeetan, eta lau urtez izan da nire izerdi, buruhauste eta gozamenen erantzulea.

Jada horren urrun ikusten den 2010 hartan, honako galdera hau egin nion neure buruari: zergatik dago saguzar hau, gainerako guztiak ez bezala, goi- mendiei lotua? Erantzunaren bila, belarrihandi alpetarraren nitxo ekologikoa aztertzeari ekin nion EHUko Jokabidearen Ekologia eta Eboluzioa lantaldeko kideekin batera: non gordetzen ote da animalia hori? Non ehizatzen ote du? Zer tenperatura jasan ote ditzake? Zer jaten ote du? Galdera horietako bakoitzak nitxo ekologikoaren ardatz bati egiten dio erreferentzia, eta horiei erantzunak bilatzen igaro ditugun lau urteetan ikasitakoa da jarraian kontatuko dizudana.

Nitxo ekologiko grinnelldarra

1. irudia: Nitxo ekologikoa modelizatzeko, ingurune-baldintzen aldagaiak gainjarri, eta espeziea bizi den leku zehatzetako balioak eremu osoan zoriz hautatutako lekuekin konparatzen dira (ezkerreko irudia). Hala, aldagai bakoitzaren egokitasun-kurbak sor daitezke (eskuinean ikus daitezke). Belarrihandi alpetarraren kasuan, malkartasuna zenbat eta handiagoa izan, ingurunea orduan eta egokiagoa da. Tenperatura egokiena, berriz, 13 °C-koa da. Arg. Antton Alberdi

Hasteko, defini dezagun nitxo ekologikoa. Kontzeptua XX. mendearen hasieran sortu zen bi ikertzaileren lanetan oinarrituta. Alde batetik, espezie batek bizirauteko behar duen ingurune-baldintzen multzo gisa definitu zuen Joseph Grinnellek nitxo ekologikoa, 1917an. Grinnellen arabera, naturako ingurune bakoitzean baldintza jakin batzuk daude, eta izaki bakoitzak bere txokoa hartzen du baldintza-multzo horren barruan. Izaki baten nitxo grinnelldarra definitzen duten ezaugarriak —izan tenperatura, hezetasuna edo eguzki- orduak—, ezin dira izakiaren beraren eraginez aldatu; eskenopoetikoak dira, alegia. Horrexegatik, baldintza horiek espazioan nola banatzen diren aurresan, eta mapetan irudika daitezke. Mapa horiez baliatuta, posible da espezieen nitxo grinnelldarra ezagutzea, ingurune- nitxoaren modelizazio izenez ezagutzen den hurbilketa erabilita (1. irudia). Teknika horrek espezie bat bizi den leku zehatzetako ingurune-baldintzak erkatzen ditu eremu osoan eskuragarri daudenekin, animaliak eskura dituen baldintzetariko zein erabiltzen duen zehazteko. Era horretan ezagutu genuen, esaterako, belarrihandi alpetarra urtean batez beste 5 eta 25 °C arteko tenperatura duten eremuetan bizi dela, eta, topografiari dagokionez, ingurune oso malkartsuak behar dituela bizitzeko. Hau da, aipaturiko tenperatura-tarte horretan dauden malda handiko inguruneetan soilik bizi den espeziea da belarrihandi alpetarra. Aztertutako baldintza bakoitzak animaliaren banaketa zehaztean zer eragin erlatibo duen jakiteko ere balio du teknika informatiko horrek. Belarrihandi alpetarraren kasuan, topografiaren eragina klimarena baino esanguratsuagoa dela ondorioztatu genuen; hots, tenperaturak baino gehiago, ingurunearen malkartasunak mugatzen duela espezie horren banaketa geografikoa. Zergatik, ordea?

2. irudia: Belarrihandi alpetarraren dietaren analisi molekularra egiteko, honako pauso hauek eman genituen. Saguzarren gorotzetatik DNA erauzi ostean, DNA barra-kode gisa estandarizatutako COX1 genea anplifikatu (generen milioika kopia sortu) genuen, PCR izeneko teknika erabiliz. Ondoren, DNAren sekuentziazio bidez, saguzarrak jandako intsektu guztien informazio genetikoa lortu genuen, eta, informazio hori datu-base publikoetako datuekin erkatuta, sekuentzia bakoitza zein espezieri zegokion ezagutu. Azkenik, jandako intsektu-espezie horien biologia ezaguna izanik, saguzarraren portaera bera ondorioztatu genuen; ehizan non aritzen den, esaterako. Arg. Antton Alberdi

Nitxo ekologiko eltondarra

Erantzuna nitxo grinnelldarraren eremutik haratago dago; Eltonek hamar urte geroago definitutako nitxoaren eremuan, hain zuzen. Charles Eltonek beste ikuspegi batetik landu zuen nitxo ekologikoaren kontzeptua 1927an, eta haren esanahia zabaldu. Eltonek ingurune-baliabideak hartu zituen ardatz, ingurune- baldintzei erreparatu beharrean. Izan ere, organismo guztiek baliabide jakin batzuk behar dituzte, hala nola elikagaiak, habia egiteko materiala edota gordelekua ezartzeko lekuak, eta horiek guztiek ere organismoen nitxo ekologikoa zehazten dute. Beraz, belarrihandi alpetarrak baldintza topografiko zehatz batzuk behar ditu (nitxo grinnelldarra), mota horretako inguruneek baliabide jakin batzuk eskaintzen dizkiolako (nitxo eltondarra). Grinnelldarraren kasuan ez bezala, nitxo eltondarra definitzen duten baliabideek eta izakiak berak elkarri eragiten diote; hots, tenperatura edo hezetasuna ez bezala, elikagaien ugaritasuna aldatu edo elikagaiak agortu egin daitezke izakiaren beraren eraginez. Ondorioz, ia ezinezkoa da baliabide horiek mapetan irudikatzea, eta beste metodo batzuk behar dira horiek ezagutzeko.

3. irudia: (A) Saguzarrak harrapatzeko sareak jartzen Arrabloko lepoan (2.450 m, Ordesa). (B) Bizkarrean irrati-igorlea atxiki zaion belarrihandi alpetar bat. (C) Irrati-jarraipena egiten Pena Telera inguruan (2.200 m, Tena bailara). (D) Saguzarren bi gordelekuren kokapena, Gorizko aterpetxearen inguruan (2.250 m, Ordesa). (E) Arrakala batean gordetako saguzar bat, irrati-igorlearen antena bistan duela. (F) Legarretako harri artean topatutako saguzarra. Arg. Antton Alberdi

Saguzarrentzat bi dira baliabide mugatzaile nagusiak: elikagaiak eta gordelekuak. Elikagaiei dagokienez, goi-mendietako ingurune irekietako sitsez elikatzen da belarrihandi alpetarra; alegia, basoen goi-mugatik gora bizi diren gaueko tximeletez. Hori ondorioztatu genuen DNA barra-kodean oinarritutako teknika molekularrak erabilita (2. irudia). Estandarizatutako animalien genomaren zati jakin bat da DNA barra-kodea; COX1 izeneko genearen zati bat hain zuzen, milioika animaliatan sekuentziatu eta datu-base erraldoietan ikertzaile guztien eskura jarri dena. Era horretan, liburu baten barra-kodea balitz bezala, animalia baten arrastoetako —ileak edo lumak, esaterako— DNA aztertuta, zein espezieri dagokion jakin dezakegu. Belarrihandi alpetarren kasuan, haien gorotzetako DNA aztertu genuen, eta saguzarrek zein intsektu-espezie jan zituzten jakitea lortu genuen hala. Informazio horretan oinarrituta, belarrihandi alpetarraren ehiza-habitat nagusiak larre eta harkaizti alpetarrak direla ondorioztatu genuen gainera, saguzarren artean lehen aldiz.

4. irudia: Belarrihandi alpetarrarentzako ingurunearen egokitasuna (gorriz ingurune oso egokia eta grisez ingurune guztiz desegokia): gaur egun, duela 21.000 urte (batez besteko tenperatura 8 ºC baxuagoa zenean) eta duela 140.000 urte (tenperatura 4 ºC altuagoa). Tenperatura jaistean, mendebaldeko (urdinez irudikatua) leinuaren bizitokien egokitasuna ia desagertu egiten da, eta gauza bera gertatzen da ekialdeko leinuarekin (gorriz irudikatua) tenperatura igotzean. Azken 1,5 milioi urteetan batez besteko tenperatura egungoa baino baxuagoa izan denez (beheko grafikoa), mendebaldeko leinuak pairatu du egoera gogorrena, populazioen egitura genetikoan islaturik ikus daitekeenez. Arg. Antton Alberdi

Nitxo eltondarrean sakontzeko hurrengo pausoa gordelekuak nola erabiltzen dituzten zehaztea izan zen. Horretarako, saguzarrak goi- mendietako larre eta harkaiztietan harrapatu eta irrati-igorleak ezarri genizkien (3. irudia). Tresna horiek irrati-seinaleak igortzen dituzte segundo oro, eta hartzaile batzuen bitartez une bakoitzean saguzarra non dagoen jakin daiteke. Berrogei saguzarretik gora jarraitu genituen zazpi egunean, eta egun bakoitzean non gorde ziren zehaztu genuen. Gure harridurarako, 1.500 eta 2.500 metro bitartean kokaturiko harkaitz-horma handietan eta legarretako harri artean topatu genituen saguzarrak, eta saguzarren artean inoiz deskribatu ez zen portaera aurkitu, ondorioz. Lan horren guztiaren ondoren, beraz, badakigu saguzar belarrihandi alpetarrak ez duela edozein sits jaten, goi-mendietako ingurune irekietakoak soilik baizik; eta ez dela edozein lekutan gordetzen, harrizko horma handietan eta legarretan baizik. Baliabide horiek, ezagutzen ez ditugun beste hainbatekin batera, osatzen dute belarrihandi alpetarraren nitxo eltondarra.

Nitxo ekologikotik historia ebolutibora

Espezie baten nitxo ekologikoa ezagutzearen abantailetako bat zera da: hura espazioan nola banatuko den aurresateko modua ematen duela. Hots, espezie batek zer baldintza behar dituen jakinda, eta horiek espazioan nola banatzen diren ezagututa, espezie batentzat bizileku egokiak zein diren aurresan dezakegu, eta egokitasun-mapa batean islatu (4. irudia). Baldintza eta baliabide horiek historian zehar nola aldatu diren baldin badakigu, gainera, espeziearentzako eremu egokiak denboran zehar nola aldatu diren baliozta dezakegu, eta, informazio hori datu molekularrekin uztartuta, espezie baten historia ebolutiboa berreraiki.

Belarrihandi alpetarraren historia ebolutiboa ezagutzeko, haren populazioek denboran zehar izan duten bilakaeraren inguruko hainbat hipotesi planteatu genituen, egokitasun-mapetan oinarrituta. Hipotesi horiek testatzeko, bestalde, DNAren analisi genomikoak erabili genituen. Espeziearen banaketa osoko 70 animaliaren hego-mintz laginak eskuratu ostean, bertatik DNA erauzi eta genoma mitokondrial osoa sekuentziatu genien, DNA aztertzeko shotgun-sekuentziazio izenez ezagutzen den teknika aurreratua erabiliz (5. irudia).

Datu genomikoek erakutsi zutenez, bi leinu nagusitan banaturik dago belarrihandi alpetarra: Pirinioetako eta Alpeetako animaliak alde batetik (mendebaldeko leinua), eta ekialderagoko mendikateetako guztiak bestetik (ekialdeko leinua). Bi leinu horiek duela 1,5 milioi urte inguru banatu ziren, eta, denbora-tarte horretan gertatu diren glaziazioen eraginez, bi populazioek bilakaera oso ezberdina izan dute. Mendebaldeko leinuak dibertsitate genetiko murritzeko populazio txikia osatu du, glaziazioen eragina gogor pairatu baitu; izan ere, tenperaturak hoztean, Pirinioetako eta Alpeetako ingurunea desegokia bihurtzen da belarrihandi alpetarrarentzat (4. irudia), eremu horiek hotzegiak bihurtzen direlako. Ekialdeko leinuaren egoera, berriz, guztiz bestelakoa da, hainbat azpipopulazio mantendu baitira historian zehar. Horien kasuan, ingurune epelagoetan bizi direnez, tenperaturak hozten direnean, egokitasun-mailak gora egiten du, eta horrek populazioen biziraupena errazten. Glaziazioen aurrean espezie bereko populazioek oso erantzun ezberdinak izan ditzaketela frogatzeko balio izan zuen ikerketa horrek.

5. irudia: Belarrihandi alpetarraren historia ebolutiboa ezagutzeko, shotgun-sekuentziazio (ezkerrean) izenez ezagutzen den metodoa erabili genuen 70 animaliaren laginetan. Metodo horrek aukera ematen du lagin ugariren genomak aldi berean berreraikitzeko. Behin animalia guztien genomak ezagututa, hainbat analisi egin genituen (eskuinean). Goian ageri dena haplotipo-sarea da, genomak beren arteko antzekotasunen arabera erlazionatzen dituen teknika. Haplotipo-sareko puntu bakoitzak genoma bat adierazten du, eta haien arteko marrek genomen arteko ezberdintasunak. Behekoa, berriz, zuhaitz filogenetiko bat da, eta aztertutako laginen arteko denboran zeharreko erlazioak erakusten ditu, duela 1,75 milioi urtetik gaur egunera arte. Bi irudietan, kolore urdinez eta berdez ageri dira Pirinioetako eta Alpeetako animaliak (mendebaldeko leinua), eta horiz, gorriz, morez eta arrosaz Balkanetako, Kaukasoko, Turkiako, Siriako eta Irango animaliak (ekialdeko leinua). Bi analisiek adierazten dute mendebaldeko leinuaren dibertsitate genetikoa ekialdekoa baino txikiagoa dela; saguzar guztiak elkarren artean ahaidetuago daudela, alegia. Arg. Antton Alberdi

Iragana eta oraina ezagutu, etorkizuna bermatzeko

Saguzar belarrihandi alpetarrari buruzko gauza gutxi ezagutzen zen duela urte batzuk. Ez genekien zer banaketa zuen, zer jaten zuen, non gordetzen zen, eta oinarrizko informazio hori ezagutu gabe, ezinezkoa da kontserbazio-neurri egokiak hartzea. Egindako lanaren ondorioz, ordea, guztiz bestelakoa da egungo egoera. Espezie honekin gertatu bezala, azken urteotan garatutako teknologiak lagunduta, naturako elementu eta prozesu askoren funtzionamendua ari gara ulertzen; ikerketaren bitartez, lehen misterio zena ebidentziek sustraitutako ezagutza bihurtzen ari gara. Guztion ardura da, orain, informazio hori guztia maila praktikora eraman eta belarrihandi alpetarraren zein naturako gainerako elementu eta prozesuen biziraupena bermatzeko neurri egokiak hartzea. Egun, inoiz ez bezala, gure esku dago.

Bibliografia

HEBERT, P.D.(1); CYWINSKA,  A.; BALL, S.L.; DEWAARD, J.R. (2003): "Biological identifications through DNA barcodes". Proceedings of the Royal Society B: Biological Sciences, 270, 313-321.

PHILIPS, S.; DUDIK, M. (2008): "Modeling of species distributions with Maxent: new extensions and a comprehensive evaluation". Ecography, 31, 161-175.

SPITZENBERGER, F.; STRELKOV, P.; HARING, E. (2003): "Morphology and mitochondrial DNA sequences show that Plecotus alpinus Kiefer & Veith, 2002 and Plecotus microdontus Spitzenberger, 2002 are synonyms of Plecotus macrobullaris Kuzjakin, 1965". Natura Croatica, 12, 39-53.

STEWART, J.R.; LISTER, A.M.; BARNES, I.; DALEN, L. (2010): "Refugia revisited: individualistic responses of species in space and time". Proceedings of the Royal Society B: Biological Sciences, 277, 661-671.