Μια νέα εργασία στη Μοριακή Βιολογία και Εξέλιξη διαπιστώνει ότι οι αλλαγές στην ανάπτυξη των ζώων που προκαλούνται από το κλιματικό σοκ επιμένουν γενιές μετά το αρχικό συμβάν. Οι κλιμακούμενες επιπτώσεις της κλιματικής αλλαγής είναι πιθανό, στην πραγματικότητα, να επιταχύνουν την εξέλιξη.
Η θερμική καταπόνηση ως εξελικτικός παράγοντας
Οι θερμοκρασίες στη Γη αυξάνονται λόγω της ανθρωπογενούς κλιματικής αλλαγής, παρουσιάζοντας μια εξελικτική πρόκληση για πολλούς πληθυσμούς. Οι υψηλότερες μέσες θερμοκρασίες και τα πιο ακραία γεγονότα, όπως τα κύματα καύσωνα, θα οδηγήσουν σε ολοένα και συχνότερα στρεσογόνα γεγονότα που μπορούν να λειτουργήσουν ως ισχυροί εξελικτικοί παράγοντες.
Πρόσφατη εργασία υποδηλώνει ότι οι αλληλεπιδράσεις μεταξύ των αλληλουχιών DNA και της γονιδιακής ρύθμισης θα μπορούσαν να συνδέσουν την περιβαλλοντική προσαρμογή με την ταχεία εξέλιξη. Ωστόσο, λίγα είναι γνωστά για το πώς αυτές οι διαδικασίες αλληλεπιδρούν σε φυσικά γενετικά υπόβαθρα.
Μέσα στο πείραμα της μύγας των φρούτων
Οι ερευνητές εδώ διεξήγαγαν εργαστηριακά πειράματα μετρώντας την έκφραση γονιδίων και τις ρυθμιστικές αντιδράσεις γονιδίων στο θερμικό σοκ σε θηλυκές μύγες των φρούτων που συλλέχθηκαν από την Ισπανία και τη Φινλανδία (για να ελέγξουν τις αντιδράσεις σε ξηρά έναντι ψυχρών κλιμάτων), τις συσχετίσεις τους με την πληθυσμιακή ποικιλομορφία και τις αλλαγές που σχετίζονται με την φυσική κατάσταση, συμπεριλαμβανομένης της βιωσιμότητας και του χρόνου ανάπτυξης των απογόνων. Μέτρησαν επίσης τα ίδια χαρακτηριστικά γενιές αργότερα για να διερευνήσουν την διαγενεακή κληρονομικότητα.
Βραχυπρόθεσμες επιπτώσεις στους απογόνους
Οι ερευνητές διαπίστωσαν ισχυρές αντιδράσεις γονιδιακής έκφρασης στο θερμικό σοκ τόσο στους άνυδρους όσο και στους ψυχρούς πληθυσμούς, αλλά οι αντιδράσεις ήταν λιγότερο καλά ρυθμισμένες στον ψυχρό πληθυσμό. Το θερμικό σοκ επηρέασε αρνητικά τη βιωσιμότητα και την ανάπτυξη της αρχικής ομάδας απογόνων (αυγά που γεννήθηκαν εντός δύο ημερών από το θερμικό σοκ) και στους δύο πληθυσμούς, αλλά στον άνυδρο πληθυσμό, οι μεταγενέστερες ομάδες απογόνων (αυγά που γεννήθηκαν περισσότερο από 2 ημέρες μετά το θερμικό σοκ) αναπτύχθηκαν ταχύτερα από τους μάρτυρες, υποδεικνύοντας μια δυνητικά ευεργετική φυσιολογική απόκριση.
Διαρκείς αλλαγές σε όλες τις γενιές
Ορισμένες επιδράσεις του θερμικού σοκ στην γονιδιακή έκφραση εξακολουθούσαν να υπάρχουν μετά από τρεις γενιές, ιδιαίτερα στον άνυδρο πληθυσμό, όπου σημαντικά ρυθμιστικά γονίδια έδειξαν παρόμοια γονιδιακή έκφραση σε όλες τις γενιές. Επιπλέον, στον άνυδρο πληθυσμό, οι απόγονοι των μυγών που υπέστησαν θερμικό σοκ συνέχισαν να αναπτύσσονται ταχύτερα από τους απογόνους των μαρτύρων, υποδεικνύοντας ότι οι ευεργετικές φυσιολογικές αντιδράσεις είχαν μεταδοθεί στους προ-προ-προ-απογόνους.
Τι σημαίνει αυτό για την εξέλιξη
Αυτό το αποτέλεσμα, μαζί με την ανίχνευση γενετικών παραλλαγών στον άνυδρο πληθυσμό που σχετίζονται με αλλαγές στην γονιδιακή έκφραση, παρέχει σημαντικές ενδείξεις για το πώς το στρες μπορεί να επηρεάσει την εξελικτική διαδικασία.
«Οι διαγενεακές επιδράσεις στην γονιδιακή έκφραση και τον χρόνο ανάπτυξης που παρατηρήσαμε καταδεικνύουν ότι το στρες μπορεί όχι μόνο να επιλέγει καλύτερα προσαρμοσμένες μύγες, αλλά θα μπορούσε να διευκολύνει την εξέλιξη», δήλωσε ο επικεφαλής συγγραφέας της μελέτης, Ewan Harney. «Η κατανόηση του γιατί ορισμένες παραλλαγές μπορούν να ανταποκριθούν διαγενεακά καλύτερα από άλλες θα μπορούσε να είναι σημαντική για τον εντοπισμό πληθυσμών που διατρέχουν κίνδυνο καθώς το κλίμα της Γης συνεχίζει να αλλάζει».
www.worldenergynews.gr
