Νέα έρευνα: Οι κατσαρίδες ίσως έχουν αποκτήσει δεκάδες χιλιάδες τμήματα DNA από βακτήρια με τα οποία συνυπάρχουν εδώ και εκατομμύρια χρόνια.
Οι κατσαρίδες εδώ και καιρό θεωρούνται από τους πιο ανθεκτικούς οργανισμούς στη φύση. Είναι γνωστό ότι αντέχουν στην ακτινοβολία, μπορούν να επιβιώνουν για μεγάλα χρονικά διαστήματα χωρίς τροφή και να αναπλάθουν χαμένα άκρα. Οι επιστήμονες εκτιμούν ότι ένα από τα μυστικά πίσω από αυτή την εντυπωσιακή αντοχή βρίσκεται στο γενετικό τους υλικό.
ΔΙΑΦΉΜΙΣΗ
ΔΙΑΦΉΜΙΣΗ
Τώρα, μια νέα μελέτη που πραγματοποίησαν ερευνητές στην Αυστραλία αποκαλύπτει μια απροσδόκητη ανακάλυψη στο γονιδίωμα των κατσαρίδων. Σύμφωνα με την έρευνα, τα έντομα αυτά ενδέχεται να έχουν αποκτήσει δεκάδες χιλιάδες τμήματα DNA από βακτήρια με τα οποία συμβιώνουν εδώ και εκατομμύρια χρόνια.
Και μάλιστα ο αριθμός αυτός είναι πολλαπλάσιος των αντίστοιχων μεταφορών γονιδίων που έχουν μέχρι σήμερα εντοπιστεί σε πολύπλοκους οργανισμούς.
Τα αποτελέσματα της μελέτης δημοσιεύονται στο περιοδικό της Εθνικής Ακαδημίας Επιστημών των ΗΠΑ (PNAS).
Μεταφορά DNA από βακτήρια σε ζώα
Στο επίκεντρο της έρευνας βρίσκεται ένα βακτήριο που ζει στα κύτταρα των κατσαρίδων, το Blattabacterium cuenoti.
Οι επιστήμονες γνωρίζουν εδώ και χρόνια ότι το συγκεκριμένο βακτήριο παίζει καθοριστικό ρόλο στη ζωή των κατσαρίδων. Πιστεύεται ότι συμβάλλει ιδίως στην ανακύκλωση του αζώτου, βοηθώντας τα έντομα να αξιοποιούν πιο αποδοτικά τις θρεπτικές ουσίες.
Η νέα μελέτη όμως δείχνει ότι το βακτήριο δεν είναι απλώς ένας χρήσιμος «συνοδοιπόρος», αλλά ενδέχεται να έχει μεταφέρει και μέρος του γενετικού του υλικού στον ξενιστή του.
Στη βιολογία αυτό το φαινόμενο είναι γνωστό ως «οριζόντια μεταφορά γονιδίων».
Κανονικά τα γονίδια κληροδοτούνται από τους γονείς στους απογόνους. Στην οριζόντια μεταφορά γονιδίων όμως, το DNA περνά απευθείας ανάμεσα σε διαφορετικά είδη.
Η διαδικασία αυτή είναι ιδιαίτερα συχνή στα βακτήρια, θεωρείται όμως πολύ πιο σπάνια σε πολύπλοκους οργανισμούς όπως τα ζώα και τα φυτά.
Αναλύεται το γονιδίωμα 18 ειδών
Στη μελέτη οι ερευνητές ανέλυσαν ολόκληρο το γονιδίωμα 18 διαφορετικών ειδών κατσαρίδων και τερμιτών.
Παρότι οι τερμίτες και οι κατσαρίδες είναι στενά συγγενικά είδη, στην πορεία της εξέλιξης οι περισσότεροι τερμίτες έχασαν το συγκεκριμένο βακτήριο.
Ένα από τα βασικά στοιχεία που διαφοροποιούν αυτή τη μελέτη είναι ότι δεν εξετάζει μόνο τα γονίδια, αλλά και μικρά τμήματα DNA που δεν κωδικοποιούν πρωτεΐνες.
Σε προηγούμενες έρευνες, που επικεντρώνονταν κυρίως σε γονίδια με γνωστή λειτουργία, αυτά τα μικρά τμήματα συνήθως περνούσαν απαρατήρητα.
Εντοπίζονται πάνω από 40.000 ξένα τμήματα DNA
Τα αποτελέσματα εξέπληξαν τους ερευνητές.
Οι επιστήμονες εντόπισαν συνολικά 40.485 τμήματα DNA βακτηριακής προέλευσης στα γονιδιώματα των κατσαρίδων και των συγγενικών ειδών.
Ο αριθμός διαφέρει από είδος σε είδος: σε ορισμένους οργανισμούς βρέθηκαν μερικές δεκάδες ξένα τμήματα DNA, ενώ σε άλλους εντοπίστηκαν χιλιάδες.
Το εύρημα αυτό αντιστοιχεί σε αριθμό οριζόντιων μεταφορών γονιδίων εκατοντάδες φορές μεγαλύτερο από κάθε άλλο που έχει καταγραφεί μέχρι σήμερα σε πολύπλοκους οργανισμούς.
Οι ερευνητές σημειώνουν ότι έως τώρα ο υψηλότερος αριθμός οριζόντιων μεταφορών γονιδίων που είχε εντοπιστεί σε ευκαρυωτικό οργανισμό δεν ξεπερνούσε τις 300.
Ορισμένα τμήματα DNA διατηρούνται για εκατομμύρια χρόνια
Ένα ακόμη εντυπωσιακό εύρημα της μελέτης είναι ότι ορισμένα από αυτά τα ξένα τμήματα DNA είναι εξαιρετικά παλιά.
Οι ερευνητές υπολόγισαν ότι ορισμένες από αυτές τις γενετικές προσθήκες διατηρούνται στη γενεαλογία των κατσαρίδων εδώ και τουλάχιστον 28,7 εκατομμύρια χρόνια.
Αυτό υποδηλώνει ότι τα επίμαχα τμήματα DNA ίσως δεν είναι εντελώς τυχαία.
Η φυσική επιλογή τείνει συνήθως να απομακρύνει σταδιακά τις επιβλαβείς γενετικές αλλαγές.
Το γεγονός ότι έχουν διατηρηθεί για εκατομμύρια χρόνια ανοίγει το ενδεχόμενο να έχουν αποκτήσει κάποια συγκεκριμένη λειτουργία.
Τι ρόλο παίζουν αυτά τα τμήματα DNA;
Προς το παρόν, κανείς δεν γνωρίζει την απάντηση.
Οι ερευνητές τονίζουν ότι δεν έχει ακόμη διευκρινιστεί αν αυτά τα τμήματα DNA, που προέρχονται από βακτήρια, προσφέρουν κάποιο πλεονέκτημα στις κατσαρίδες.
Είναι πιθανό να αποδειχθούν πραγματικά χρήσιμα, να είναι πρακτικά ουδέτερα ή να είναι ελαφρώς επιζήμια χωρίς όμως η φυσική επιλογή να τα έχει ακόμη αποβάλει.