Χρησιμοποιώντας ένα νέο υπολογιστικό κιτ εργαλείων, ερευνητές του Γέιλ ανέκτησαν εξελικτικές ενδείξεις από εξαιρετικά υποβαθμισμένο DNA και εντόπισαν δύο εξαφανισμένες γενεαλογίες γιγάντιων χελωνών.
Οι χελώνες
Ορισμένα δείγματα γιγάντιων χελωνών των Γκαλαπάγκος που φυλάσσονται σε μουσεία περιείχαν τόσο λίγο χρησιμοποιήσιμο DNA που λιγότερο από το 1% των γονιδιωμάτων τους μπορούσε να διαβαστεί. Ωστόσο, οι ερευνητές του Γέιλ κατάφεραν να ανακτήσουν αρκετές γενετικές πληροφορίες για να εντοπίσουν δύο εξαφανισμένες γενεαλογίες νησιών, αποκαλύπτοντας εξελικτική ιστορία από δείγματα που οι συμβατικές μέθοδοι διαφορετικά θα μπορούσαν να απορρίψουν.
Η ομάδα το πέτυχε αυτό συνδυάζοντας διάφορα εργαλεία ανάλυσης γονιδιώματος που έχουν σχεδιαστεί για να λειτουργούν με σοβαρά υποβαθμισμένο γενετικό υλικό. Τα ευρήματα θα μπορούσαν επίσης να βοηθήσουν τις προσπάθειες επέκτασης των πληθυσμών γιγάντιων χελωνών σε όλο το αρχιπέλαγος των Γκαλαπάγκος, όπου ίχνη εξαφανισμένων γενεαλογικών γραμμών μπορεί να επιβιώσουν σε ζωντανά υβρίδια.
Τα αποτελέσματα της μελέτης δημοσιεύονται στο περιοδικό Proceedings of the Royal Society B.
Το κατεστραμμένο DNA μπορεί ακόμα να αποκαλύψει την καταγωγή
Το αρχαίο DNA δημιουργεί μια επίμονη πρόκληση για τους ερευνητές που μελετούν εξαφανισμένα είδη. Καθώς το γενετικό υλικό φθείρεται με την πάροδο του χρόνου, τα πλήρη γονιδιώματα διασπώνται σε διάσπαρτα θραύσματα, αφήνοντας σημαντικά κενά που δυσκολεύουν τον προσδιορισμό του τρόπου με τον οποίο τα άτομα και οι πληθυσμοί σχετίζονταν.
Η ομάδα με επικεφαλής το Γέιλ ανέπτυξε μια υπολογιστική προσέγγιση που θα μπορούσε να αντλήσει εξελικτικές πληροφορίες από αυτά τα ατελή γονιδιώματα χωρίς να απαιτείται ένα πιο άθικτο δείγμα DNA.
«Η πρόκληση αυτής της μελέτης ήταν να ανακατασκευάσει τις γενετικές σχέσεις των εξαφανισμένων γιγάντιων χελωνών των Γκαλαπάγκος, γνωρίζοντας ότι το DNA που καταφέραμε να λάβουμε από μουσειακά δείγματα θα ήταν ιδιαίτερα υποβαθμισμένο και κατακερματισμένο και θα είχε υψηλό ποσοστό μόλυνσης», δήλωσε ο επικεφαλής συγγραφέας της μελέτης, Αλεξάντερ Οτσόα, πρώην αναπληρωτής ερευνητής στο Τμήμα Οικολογίας και Εξελικτικής Βιολογίας του Γέιλ, ο οποίος ξεκινά μια νέα θέση ως επίκουρος καθηγητής στο Κρατικό Πανεπιστήμιο της Νέας Υόρκης στο Όλντ Γουέστμπουρι αυτό το φθινόπωρο.
Θραύσματα αποκαλύπτουν δύο εξαφανισμένες γενεαλογικές γραμμές
Οι ερευνητές εξήγαγαν DNA από αποξηραμένα οστά σε συλλογές ιστορικών μουσείων, συμπεριλαμβανομένων πέντε δειγμάτων που αντιπροσωπεύουν δύο εξαφανισμένες γενεαλογικές γραμμές χελωνών. Συνδύασαν τα επιζώντα γενετικά θραύσματα και τοποθέτησαν τις πληροφορίες σε ένα φυλογενετικό δέντρο αναφοράς, το οποίο χαρτογραφεί τις εξελικτικές σχέσεις.
Το δέντρο αναφοράς κατασκευάστηκε χρησιμοποιώντας γονιδιώματα υψηλής ποιότητας από ζωντανές χελώνες και άλλα ιστορικά δείγματα. Παρείχε ένα πλαίσιο για τον προσδιορισμό του πού ανήκαν τα σοβαρά υποβαθμισμένα δείγματα στην εξελικτική ιστορία των χελωνών.
Σε ορισμένα από τα υποβαθμισμένα δείγματα χελωνών που μελετήθηκαν, λιγότερο από το 1% του γονιδιώματος μπορούσε να διαβαστεί. Οι συμβατικές γονιδιωματικές αναλύσεις συχνά απορρίπτουν δείγματα με τόσο εκτεταμένα ελλείποντα δεδομένα, επειδή τα κενά μπορούν να διαστρεβλώσουν τις εκτιμήσεις των εξελικτικών σχέσεων. Συνδυάζοντας, ωστόσο, πολλά υπολογιστικά εργαλεία, οι ερευνητές εντόπισαν με επιτυχία δείγματα που ανήκουν στις εξαφανισμένες γενεαλογικές σειρές των νησιών San Cristóbal και Santa Fe.
Τα εξαφανισμένα γονιδιώματα μπορεί να επιμένουν σε υβρίδια
«Αυτές είναι δύο ξεχωριστές γενεαλογικές σειρές», είπε ο Ochoa, προσθέτοντας ότι η σύνδεση αυτών των εξαφανισμένων πληθυσμών με τις χελώνες που ζουν σήμερα θα μπορούσε να έχει επιπτώσεις στις προσπάθειες διατήρησης σε όλο το αρχιπέλαγος των Γκαλαπάγκος.
Οι ναυτικοί ιστορικά μετέφεραν χελώνες των Γκαλαπάγκος μεταξύ νησιών ως φορτίο και τις χρησιμοποιούσαν ως πηγή τροφής, είπε ο Ochoa. Ορισμένες εκτοπισμένες χελώνες επέζησαν και αναπαράχθηκαν με ζώα από άλλα νησιά. Λόγω αυτών των μετακινήσεων που προκαλούνται από τον άνθρωπο, το γενετικό υλικό από εξαφανισμένες γενεαλογικές σειρές μπορεί να εξακολουθεί να «ζει» σε υπάρχουσες, υβριδικές χελώνες.
«Από αυτή την άποψη, τα προγράμματα αναπαραγωγής σε αιχμαλωσία που ζευγαρώνουν αυτά τα υβρίδια μπορεί να είναι σε θέση να ανακτήσουν τα γονιδιώματα των εξαφανισμένων γενεαλογικών γραμμών σε μελλοντικές γενιές», δήλωσε ο Ochoa. «Τα εργαλεία που αναπτύχθηκαν στη μελέτη μας δεν είναι μόνο χρήσιμα για την ανακάλυψη εξαφανισμένων γενεαλογικών γραμμών, αλλά θα μπορούσαν επίσης να εφαρμοστούν σε ευρύτερες προσπάθειες διατήρησης της άγριας ζωής».
www.worldenergynews.gr
