Λίγα χωροκατακτητικά ζώα έχουν αναδιαμορφώσει ένα οικοσύστημα τόσο δραματικά όσο το καφέ δεντρόφιδο, ένα είδος που χρησιμοποιείται συνήθως στα σχολικά βιβλία για να δείξει τη ζημιά που μπορούν να προκαλέσουν οι βιολογικές εισβολές.
Ο προβληματισμός των βιολόγων
Ιθαγενές στην Αυστραλία και τον Νότιο Ειρηνικό, το φίδι έφτασε στο Γκουάμ κάποια στιγμή μετά τον Δεύτερο Παγκόσμιο Πόλεμο, πιθανώς ως λαθρεπιβάτης σε αεροσκάφη μεταφοράς εμπορευμάτων. Έκτοτε έχει εξαλείψει πολλά ιθαγενή δασικά πτηνά από μέρη του νησιού και προκαλεί εκατοντάδες διακοπές ρεύματος κάθε χρόνο σκαρφαλώνοντας σε στύλους κοινής ωφέλειας. Σε ορισμένες περιοχές της επικράτειας των ΗΠΑ, οι πληθυσμοί φτάνουν τα 30.000 φίδια ανά τετραγωνικό μίλι.
Αυτή η εξαιρετική επέκταση προβληματίζει εδώ και καιρό τους βιολόγους. Ο πληθυσμός του Γκουάμ προφανώς ξεκίνησε με μόνο έναν μικρό αριθμό φιδιών, επομένως η εκτεταμένη ενδογαμία θα πρέπει να μείωσε την ικανότητά τους να προσαρμόζονται και να περιόρισε την ανάπτυξή τους.
Κρυφές αλλαγές στο DNA μπορεί να εξηγήσουν την επιτυχία
Τα φίδια μπορεί να φέρουν πολύ μεγαλύτερη γενετική ποικιλομορφία από ό,τι μπορούσαν να ανιχνεύσουν προηγούμενες μέθοδοι, σύμφωνα με μια μελέτη με επικεφαλής το Πανεπιστήμιο του Μπάφαλο που δημοσιεύθηκε στις 24 Ιουλίου 2026 στο Science Advances.
Ερευνητές από το UB και την Αμερικανική Γεωλογική Υπηρεσία (USGS) χρησιμοποίησαν προηγμένη αλληλούχιση μακράς ανάγνωσης για να εξετάσουν μεγάλα τμήματα του γονιδιώματος του καφέ δενδρόφιδου. Αποκάλυψαν χιλιάδες δομικές παραλλαγές, συμπεριλαμβανομένων διπλότυπων, διαγραμμένων και αναδιαταγμένων τμημάτων DNA, πολλά από τα οποία συγκεντρώθηκαν σε γονίδια που συνδέονται με την ανοσία και την όσφρηση.
Αυτή η παραβλεπόμενη παραλλαγή μπορεί να βοηθήσει στην εξήγηση του πώς ένας πληθυσμός που δημιουργήθηκε από λίγα μόνο άτομα επέζησε από ένα σοβαρό γενετικό εμπόδιο και έγινε τόσο επιτυχημένος.
«Το καφέ δενδρόφιδο μπορεί να μην είναι εξαιρετικά ποικιλόμορφο, αλλά έχει σημαντικές πηγές γενετικής ποικιλομορφίας που έχουν υποτιμηθεί», λέει ο αντίστοιχος συγγραφέας της μελέτης, Trevor Krabbenhoft, PhD, αναπληρωτής καθηγητής στο Τμήμα Βιολογικών Επιστημών του UB.
Για τους οργανισμούς που έχουν περάσει δεκαετίες προσπαθώντας να περιορίσουν τα φίδια στο Γκουάμ, τα αποτελέσματα μπορεί να είναι αποθαρρυντικά. Για τους βιολόγους διατήρησης, ωστόσο, υποδηλώνουν ότι οι απειλούμενοι και οι συγγενείς πληθυσμοί θα μπορούσαν να διατηρήσουν μεγαλύτερη ικανότητα προσαρμογής από ό,τι είχε αναγνωριστεί προηγουμένως.
Οι μεγάλες αναγνώσεις αποκαλύπτουν την ελλείπουσα ποικιλομορφία
Οι παραδοσιακές αξιολογήσεις της γενετικής ποικιλομορφίας συχνά επικεντρώνονται σε διαφορές στα μεμονωμένα γράμματα του DNA, όπως η αλλαγή ενός A σε G ή ενός T σε C. Οι πρώιμες τεχνολογίες αλληλούχισης περιόρισαν σε μεγάλο βαθμό τους ερευνητές στην εύρεση αυτών των διαφορών ενός ζεύγους βάσεων.
Η αλληλούχιση μακράς ανάγνωσης μπορεί να εξετάσει πολύ μεγαλύτερα τμήματα του DNA και να ανιχνεύσει δομικές παραλλαγές που επηρεάζουν τουλάχιστον 50 ζεύγη βάσεων κάθε φορά. Σε όλο το γονιδίωμα, αυτές οι μεγάλες αλλαγές περιλαμβάνουν σχεδόν οκτώ φορές περισσότερο DNA από τις παραλλαγές ενός ζεύγους βάσεων.
«Είναι σαν να κοιτάς τμήματα δύο βιβλίων γράμμα γράμμα με μεγεθυντικό φακό και να νομίζεις ότι είναι τα ίδια, αλλά να μην συνειδητοποιείς ότι ολόκληρες παράγραφοι έχουν μετακινηθεί ή αντιγραφεί. Η παλαιότερη τεχνολογία αλληλούχισης δεν μας επέτρεπε να δούμε εύκολα ότι το DNA σε ένα άτομο μπορεί να βρίσκεται σε εντελώς διαφορετική θέση στο χρωμόσωμα από ό,τι σε ένα άλλο», λέει ο Levi Gray, PhD, μεταδιδακτορικός ερευνητής στο εργαστήριο του Krabbenhoft. «Ο τρόπος με τον οποίο ορίζουμε τη γενετική ποικιλομορφία και ο τρόπος με τον οποίο την μετράμε στην πραγματικότητα διαμορφώνεται σε μεγάλο βαθμό από την τεχνολογία της εποχής».
Ο Gray είχε προηγουμένως ερευνήσει το πρόβλημα του καφέ δενδρόφιδου του Γκουάμ, ενώ συνεργαζόταν με το USGS. Αυτή η σύνδεση έδωσε στους ερευνητές πρόσβαση στο DNA που παρέχεται από την Ομάδα Ταχείας Αντίδρασης (RRT) του USGS για το καφέ δενδρόφιδο, η οποία εργάζεται για την αποτροπή της εξάπλωσης του είδους σε άλλα σημεία των ΗΠΑ και των εδαφών τους.
Τα γονίδια ανοσίας και όσφρησης ξεχωρίζουν
Η ανάλυση στο εργαστήριο του Krabbenhoft εντόπισε περισσότερες από 19.000 δομικές παραλλαγές στο γονιδίωμα του καφέ δενδρόφιδου. Κάθε μία σηματοδοτεί μια θέση όπου τμήματα του DNA διαφέρουν μέσω αντιγραφής, διαγραφής ή αναδιάταξης.
Οι παραλλαγές δεν ήταν ομοιόμορφα κατανεμημένες σε όλο το γονιδίωμα. Αντίθετα, εμφανίζονταν ιδιαίτερα συχνά σε γονίδια που σχετίζονται με την ανοσολογική λειτουργία και την όσφρηση, την αίσθηση της όσφρησης.
Τα καφέ δεντρόφιδα εξαρτώνται σε μεγάλο βαθμό από την όσφρηση για να βρουν τροφή, χρησιμοποιώντας τις διχαλωτές γλώσσες τους για να συλλέγουν χημικά σήματα από τον αέρα. Η ασυνήθιστη ποικιλομορφία στα οσφρητικά τους γονίδια μπορεί να βοηθήσει στην εξήγηση μιας συμπεριφορικής διαφοράς μεταξύ των πληθυσμών. Στην αυτοφυή τους περιοχή, τα φίδια μερικές φορές τρώνε άλλα φίδια, αλλά υπάρχουν λίγα στοιχεία για αυτή τη συμπεριφορά στο Γκουάμ.
Η προέλευση των παραλλαγών παραμένει άγνωστη
Οι ερευνητές εξακολουθούν να μην γνωρίζουν εάν αυτές οι δομικές παραλλαγές υπήρχαν πριν τα καφέ δεντρόφυτα φτάσουν στο Γκουάμ ή αναπτύχθηκαν αργότερα. Οι γονιδιωματικές αλλαγές μεγάλης κλίμακας συνήθως συσσωρεύονται σε πολλές γενιές, αν και ορισμένες έρευνες υποδηλώνουν ότι τα σοβαρά σημεία συμφόρησης του πληθυσμού μπορούν να επιταχύνουν τον σχηματισμό τους.
«Είναι πιθανό μέρος αυτής της ποικιλομορφίας να προέκυψε μετά την εισβολή; Ναι, αλλά θα πρέπει να αλληλουχήσουμε τα φίδια από τους ιθαγενείς πληθυσμούς για να γνωρίζουμε με βεβαιότητα», λέει ο Gray.
www.worldenergynews.gr
