Ανακάλυψαν «αναποδογυρισμένο» DNA που επιταχύνει την εξέλιξη – Σε ποιο είδος βρέθηκε

Στη Λίμνη Μαλάουι, εκατοντάδες είδη ψαριών εξελίχθηκαν με απίστευτη ταχύτητα, προσφέροντας στους επιστήμονες μια μοναδική ευκαιρία να μελετήσουν πώς αναπτύσσεται η βιοποικιλότητα.

Κρυμμένα μέσα στο γονιδίωμα αυτών των ψαριών βρίσκονται τμήματα DNA που έχουν αναποδογυριστεί και φαίνεται να λειτουργούν σαν “ενισχυτές” της εξέλιξης, διατηρώντας ομάδες γονιδίων που υποστηρίζουν την επιβίωση και την αναπαραγωγή.

Η Λίμνη Μαλάουι στην Ανατολική Αφρική φιλοξενεί πάνω από 800 είδη κιχλίδων που προέρχονται από έναν κοινό πρόγονο. Η διαφοροποίηση αυτή συνέβη σε πολύ μικρότερο χρονικό διάστημα από ό,τι χρειάστηκε για να διαχωριστούν οι άνθρωποι από τους χιμπατζήδες. Κάποια από αυτά τα ψάρια εξελίχθηκαν σε μεγάλους θηρευτές, ενώ άλλα εξειδικεύτηκαν στο να τρώνε άλγη, να φιλτράρουν άμμο ή να συλλέγουν πλαγκτόν, προσαρμόζοντας κάθε είδος το βιολογικό του “εργαλείο” στο συγκεκριμένο οικολογικό περιβάλλον.

Οι ερευνητές από το Πανεπιστήμιο του Cambridge και το Πανεπιστήμιο της Αμβέρσας ανέλυσαν τα γονιδιώματα περισσότερων από 1.300 κίχλιδων και ανακάλυψαν ότι σε κάποια είδη μεγάλα κομμάτια DNA σε πέντε χρωμοσώματα ήταν αναποδογυρισμένα – μια μορφή μετάλλαξης γνωστή ως χρωμοσωμική αναστροφή.

Κανονικά, κατά την αναπαραγωγή, τα γονίδια ανακατεύονται μεταξύ των γονέων, δημιουργώντας νέους συνδυασμούς. Στις περιοχές των χρωμοσωμικών αναστροφών όμως η ανακατάταξη εμποδίζεται, διατηρώντας ομάδες γονιδίων ενωμένες και κληρονομούμενες ατόφια από γενιά σε γενιά. Αυτό σημαίνει ότι συνδυασμοί γονιδίων που ευνοούν την επιβίωση διατηρούνται, επιταχύνοντας την εξελικτική διαδικασία.

Οι επιστήμονες αποκαλούν αυτές τις συνδεδεμένες ομάδες γονιδίων “σούπεργονίδια”. Στη Λίμνη Μαλάουι, τα σούπεργονίδια παίζουν πολλούς ρόλους: διατηρούν ξεχωριστά είδη περιορίζοντας την γενετική ανάμειξη, ειδικά σε περιοχές όπου πολλά είδη ζουν δίπλα-δίπλα χωρίς φυσικά εμπόδια, και περιλαμβάνουν γονίδια που επηρεάζουν βασικά χαρακτηριστικά όπως η όραση, η ακοή και η συμπεριφορά. Τα ψάρια που ζουν σε βάθος έως 200 μέτρα αντιμετωπίζουν διαφορετικές συνθήκες φωτισμού, τροφής και πίεσης, και τα σούπεργονίδια εξασφαλίζουν ότι τα απαραίτητα γονίδια παραμένουν ενεργά.

Όταν διαφορετικά είδη αναμειγνύονται, ολόκληρες αναστροφές μπορούν να περάσουν από το ένα στο άλλο, μεταφέροντας χαρακτηριστικά που προάγουν την επιβίωση και επιταχύνοντας τη διαδικασία της εξέλιξης. Επιπλέον, οι αναστροφές συχνά λειτουργούν ως χρωμοσώματα φύλου, επηρεάζοντας τον καθορισμό του φύλου και πιθανόν παίζοντας ρόλο στη δημιουργία νέων ειδών.

Αν και η μελέτη επικεντρώθηκε στους κίχλιδες, οι χρωμοσωμικές αναστροφές δεν είναι μοναδικές σε αυτούς. Υπάρχουν και σε πολλά άλλα ζώα, ακόμα και στους ανθρώπους, και φαίνεται ότι αποτελούν κρίσιμο παράγοντα για την εξέλιξη και τη βιοποικιλότητα. Με την κατανόηση του πώς τα σούπεργονίδια εξελίσσονται και εξαπλώνονται, οι επιστήμονες πλησιάζουν στην απάντηση ενός από τα μεγάλα ερωτήματα της βιολογίας: πώς η ζωή στη Γη καταφέρνει να γίνει τόσο πλούσια και ποικιλόμορφη.