GENETSKE RAZISKAVE
NAVADNE ČIGRE

// Ana Galov in Ida Svetličić

Genetske raziskave nam pomagajo odgovoriti na vprašanja, na katera sicer ni mogoče odgovoriti zgolj s pomočjo običajnih ornitoloških metod. V okviru projekta ČIGRA na Hrvaškem in v Sloveniji potekajo genetske analize kontinentalnih populacij navadne čigre (Sterna hirundo). Namen teh analiz je določiti genetsko pestrost, oceniti genetsko povezanost med kolonijami in določiti spol navadnih čiger.

Za genetske analize je potrebna osebkova DNA, iz katere s posebnimi postopki osamimo odseke, ki nas zanimajo. V ornitoloških raziskavah se DNA navadno pridobiva iz ptičje krvi ali peres. Za tadva vira DNA smo se odločili tudi v tej raziskavi, seveda v dobro ptic. Na srečo za izolacijo DNA zadostuje zelo majhna količina ptičje krvi – le nekaj majcenih kapljic. Kri je sestavljena iz plazme in krvnih celic, večina slednjih pa je rdečih krvnih celic (eritrocitov). Pri sesalcih eritrociti med dozorevanjem izgubijo jedro, zato se za genetske analize sesalcev kot glavni vir DNA uporablja bele krvničke, ki jih je veliko manj kot rdečih. A ker ptičji eritrociti imajo jedro, je potrebna količina krvi za uspešno pridobivanje DNA precej manjša. Ko ptice ujamemo za namene obročkanja in merjenja, mimogrede vbodemo tanko iglico v krilno veno. Kapljico krvi ulovimo s kapilaro in shranimo v plastični epruvetki ali na posebno kartico (slika 1). Krvavenje se v nekaj sekundah ustavi, nato ptico spustimo.

DOLOČANJE SPOLA

Na terenu je spol zelo težko določiti po zunanjih značilnostih, lahko pa razlike med samci in samicami ugotavljamo s pomočjo molekularnih metod. Spol določajo spolni kromosomi. Razliko v spolnih kromosomih najdemo tudi pri sesalcih, pri katerih imajo samci dva različna spolna kromosoma (X, Y), samice pa dva enaka spolna kromosoma (X, X). Svoji oznaki sta spolna kromosoma dobila, ker po obliki res nekoliko spominjata na črki X in Y. Pri pticah je situacija obrnjena – samice imajo dva različna spolna kromosoma (Z, W) in samci dva enaka (Z, Z). Drugačna imena nakazujejo obrnjen sistem določitve spola in nimajo nič opraviti z obliko kromosomov. Spolna kromosoma nosita specifična zaporedja DNA, s pomočjo katerih lahko razlikujemo med samicami in samci. Taka so na primer zaporedja gena CHD-W in gena CHD-Z. Če ima osebek gen CHD-W in CHD-Z, lahko z gotovostjo trdimo, da gre za samico, saj ima tudi kromosoma Z in W. Samci imajo le kromosom Z, zato pri njih najdemo le gen CHD-Z (slika 2). Poznavanje spola čiger, katerih gibanje bomo spremljali v okviru projekta ČIGRA, nam bo omogočilo ugotoviti razlike v časovnem obdobju, ki ga samice ali samci preživijo v kolonijah, in hkrati v obdobju, ki ga porabijo za vzrejo mladičev. Ugotovili bomo, kako daleč od kolonije se hranijo samci in ali se ti s prezimovanja vrnejo prej kot samice. Tako nam bo genetska analiza omogočila tudi boljši vpogled v gnezdenje in gibanje čiger.

GENETSKA PESTROST IN POVEZANOST MED KOLONIJAMI ČIGER
Rezultati genetskih raziskav se vse bolj uporabljajo pri odločanju o varstvu določene populacije ali vrste, saj se vse, kar populacija doživlja, kaže tudi na njenem DNK-ju. Torej lahko med preučevanjem populacije rastlin ali živali na genetski ravni ugotovimo, ali je populacija resnično ogrožena ali ne. To nam je lahko v veliko pomoč, saj sklepov o stanju populacije včasih ni mogoče sprejeti zgolj na osnovi njene številnosti. V takšnih primerih je pravo merilo genetska raznolikost. Večja genetska pestrost pomeni parjenje večjega števila osebkov, ki si niso v bližjem sorodstvu in imajo različne lastnosti. Parjenje med sorodnimi osebki pa vodi v nepovratno izgubo genetske pestrosti lastnosti. Izguba teh lastnosti lahko populaciji onemogoči, da se prilagodi določenim izzivom v prihodnosti (bolezni, podnebne razmere ali življenjski prostori). Zato je stopnja genetske pestrosti lahko kazalec potenciala za prilagajanje in preživetje populacije.

Majhne in izolirane populacije so praviloma bolj izpostavljene tveganju kot velike in tiste, ki prihajajo v stik z drugimi populacijami in z njimi izmenjujejo genski material. Pogosto se namreč dogaja, da prav pretok genskega materiala vzdržuje genetsko raznolikost populacije. Glede na dejstvo, da čigre vsako leto preletijo več tisoč kilometrov na poti na jug, bi pričakovali, da populacije med sabo niso močno izolirane. Vendar se čigre na selitvi ne »premešajo« , ker se vsako leto vračajo na isto gnezdišče. Zato si iz leta v leto partnerje iščejo med sosedi, iz česar izhaja, da pravzaprav nimajo kake večje izbire. Vprašljivo je, kako se takšna zvestoba območju kaže na genetski raznolikosti njihovih populacij. Ali so te populacije kljub veliki mobilnosti čiger dejansko vendarle nekako izolirane?

Ker še do pred nekaj leti nismo imeli dokazov o medsebojni povezanosti kolonij čiger v notranjosti Slovenije in Hrvaške, smo jih obravnavali kot „zasebne“ subpopulacije. Danes vse več znakov kaže na obstoj dveh subpopulacij – savske in dravske. Obstajajo pa tudi dokazi o izmenjavi osebkov med tema dvema populacijama. Genetske raziskave bodo ta predvidevanja potrdile ali ovrgle. Hkrati bomo poskušali oceniti stopnjo izmenjave ptic med posameznimi kolonijami in njeno odvisnost od razmer v čigrinem širšem življenjskem okolju.