Sut mae 'goruwch enynnau' yn gymorth i bysgod esblygu’n rhywogaethau newydd

Mae erthygl newydd a gyhoeddwyd yn Science gan dîm rhyngwladol, sy'n cynnwys yr Athro George Turner o Brifysgol Bangor, yn mynd â ni un cam yn nes at yr ateb.

Mae pysgod ciclid o Lyn Malawi yn nwyrain Affrica yn cynnig cliw diddorol ynglŷn â pham mae cymaint o wahanol fathau o anifeiliaid a phlanhigion ar y ddaear.

Yn y llyn hwn, mae dros 800 o wahanol rywogaethau o giclidau wedi esblygu o un hynafiad cyffredin mewn dim ond cyfran o'r amser sy'n gwahanu bodau dynol oddi wrth tsimpansïaid. Yr hyn sydd hyd yn oed yn fwy rhyfeddol yw bod yr arallgyfeirio anhygoel hwn wedi digwydd heb rwystrau ffisegol - mae wedi digwydd mewn un corff o ddŵr. Daeth rhai o'r pysgod hyn yn ysglyfaethwyr mawr, addasodd eraill i fwyta algâu, hidlo tywod neu fwydo ar blancton. Daeth pob rhywogaeth o hyd i'w niche ecolegol ei hun.

Edrychodd yr ymchwilwyr ar DNA'r ciclidau i weld a oes rhywbeth arbennig am eu genynnau a allai esbonio'r esblygiad cyflym hwn. Darganfuwyd, mewn rhai rhywogaethau, bod darnau mawr o DNA ar bum cromosom wedi eu gwrthdroi - math o fwtaniad o'r enw gwrthdroad cromosomaidd.

Fel arfer, pan fydd anifeiliaid yn atgenhedlu, mae eu DNA yn cael ei ail-gymysgu mewn proses o'r enw ail-gyfuno, gan gymysgu'r deunydd genetig o'r ddau riant. Ond pan fydd un cromosom yn cael ei wrthdroi, mae'r cymysgu hwn yn cael ei rwystro yn y rhanbarth hwnnw. Mae hyn yn golygu y gellir trosglwyddo rhai cyfuniadau genynnau yn gyfan, o’r naill genhedlaeth i’r llall. Weithiau gelwir y blociau genynnau hyn yn “oruwch enynnau”.

Yn achos ciclidau Malawi, mae'n ymddangos bod y goruwch enynnau hyn yn chwarae sawl rôl bwysig. Er y gall rhywogaethau ciclidau groesfridio o hyd, mae'r DNA wedi ei wrthdroi yn helpu cadw rhywogaethau ar wahân trwy rwystro genynnau rhag cymysgu gormod. Mae hyn yn arbennig o ddefnyddiol mewn rhannau o'r llyn lle mae pysgod yn cyd-fyw, er enghraifft mewn ardaloedd tywodlyd agored lle nad oes gwahaniad ffisegol rhwng cynefinoedd.

Mae'r genynnau sydd yn y goruwch enynnau hyn yn aml yn rheoli nodweddion sy'n allweddol er mwyn goroesi ac atgenhedlu, fel golwg, clyw ac ymddygiad. Er enghraifft, mae angen galluoedd gweledol gwahanol ar bysgod sy'n byw'n ddwfn yn y llyn (i lawr i 200 metr) na'r rhai sy'n byw’n agos at yr wyneb. Mae'r goruwch enynnau hyn yn helpu cynnal yr addasiadau arbennig hynny.

Canfu'r ymchwilwyr achosion o drosglwyddo gwrthdroadau cyfan rhwng rhywogaethau trwy groesrywedd sydd wedi trosglwyddo addasiadau ecolegol penodol.

Mewn rhai achosion, mae'r rhanbarthau hyn sydd wedi eu gwrthdroi bellach yn gweithredu fel cromosomau rhyw, gan helpu penderfynu a yw pysgodyn yn dod yn wryw neu'n fenyw. Gan fod cromosomau rhyw yn gallu dylanwadu ar sut mae rhywogaethau newydd yn ffurfio, mae hyn yn codi cwestiynau newydd ynglŷn â sut mae esblygiad yn gweithio.

Er bod yr astudiaeth wedi canolbwyntio ar giclidau, mae’r ymchwilwyr yn pwysleisio nad yw gwrthdroadau cromosomaidd yn unigryw i’r pysgod hyn. Maent hefyd i’w gweld mewn llawer o anifeiliaid eraill - gan gynnwys bodau dynol.