Parma obecná (Barbus barbus) patří do linie kaprovitých ryb, které ve své evoluční historii prošly celogenomovou duplikací. Konkrétně jde o tetraploidy vzniklé alopolyploidizací, tedy dávnou hybridizací dvou různých druhů. Parma má tak ve své genetické výbavě dvojnásobek některých genů oproti jiným druhům. To je případ i skupiny fotoreceptorových genů pro barevné vidění – čípkových opsinů. Parma má čtyři typy těchto genů kódujících opsiny citlivé na UV, modrou, zelenou (dva podtypy) a červenou barvu, a díky genomové duplikaci má od všech těchto genů vždy dvě varianty, každou od jednoho ze zdrojových „rodičovských“ druhů dávné hybridizace. Ukázalo se, že zatímco larvy parem používají (exprimují na sítnici) vždy pouze jednu variantu každého genu, během růstu dojde k výměně a dospělci přepnou na používání druhé varianty genu, tedy původem od druhého pradávného „rodiče“ celogenomové duplikace. Mechanismus regulace, jakož i význam a pochopení případné evoluční výhody tohoto jevu zatím zůstávají neznámé.

Poděkování: Autorky tohoto článku by rády poděkovaly svým spolupracovníkům, kteří se podílejí na studii vývojové řady zraku parmy obecné (Ing. Pavel Lepič), a dále kteří umožnili či vypomáhali s terénními odlovy a vzorkováním zobrazených ryb (Miroslav Švátora, Daniel Frynta, Milan Kaftan, Zdeněk Lerch, Dmytro Omelchenko, Jan Kohout, Alena Kohoutová Šedivá, Radek Šanda, Petra Horká, Veronika Truhlářová, Petr Janšta, Albert Damaška, Prokop Košátko, Yicheng Ivan Zhang, a členové Českého rybářského svazu, za Berounku zejména Ing. Hynek Dort).

K dalšímu čtení v Živě

O původu očí (2009, 5)

Polyploidie u ryb (2013, 6)

Použitá a citovaná literatura

KOTTELAT, Maurice; FREYHOF, Jorg. Handbook of European freshwater fishes. Publications Kottelat, 2007.

(základní biologie parmy)

LAJBNER, Z., et al. Rare and asymmetrical hybridization of the endemic Barbus carpathicus with its widespread congener Barbus barbus. Journal of Fish Biology, 2009, 74.2: 418-436.

(o křížení parmy obecné s parmou karpatskou)

CHENUIL, Anne; GALTIER, N.; BERREBI, P. A test of the hypothesis of an autopolyploid vs. allopolyploid origin for a tetraploid lineage: application to the genus Barbus (Cyprinidae). Heredity, 1999, 82.4: 373-380.

(důkaz o allopolyploidní genomové duplikaci u parmy obecné)

The common barbel (Barbus barbus) belongs to a cyprinid lineage that has experienced whole-genome duplication in its evolutionary history. Barbels and relatives are tetraploid fishes originated by allopolyploidization, an ancient hybridization, and they have kept double the amount of some genes in their genome. This is also the case for the photoreceptor genes responsible for colour vision, i.e. the cone opsins. The barbel has four types of gene coding for opsins sensitive to UV, blue, green (two subtypes) and red light, and thanks to the whole-genome duplication, it has two variants of all of these genes, each of them coming originally from one ancestor “parent” of the ancient hybridization (duplication). Interestingly, barbel larvae use (express in their retina) only one of each of the two variants, while adults switch to the alternative variant, originating from the other ancestor of the whole-genome duplication. The regulation mechanisms, as well as the possible evolutionary advantage of such a phenomenon remains unclear.