„Odwrócone” DNA jak turbo dla ewolucji. Ryby z Malawi ujawniają sekret natury!
Dlaczego natura obfituje w tysiące różnorodnych gatunków, skoro wszystkie organizmy mają podobne fundamenty genetyczne? Odpowiedzią może być zaskakujący mechanizm ujawniony przez naukowców z uniwersytetów w Cambridge i Antwerpii. W najnowszych badaniach odkryli oni, że tzw. odwrócone fragmenty DNA, czyli inwersje chromosomalne, mogą znacznie przyspieszać ewolucję. Zjawisko to zaobserwowano u pielęgnicowatych ryb z jeziora Malawi, które w zadziwiająco krótkim czasie wyewoluowały w setki różnych gatunków – wszystkie w obrębie jednego zbiornika wodnego.
Jezioro Malawi we wschodniej Afryce to prawdziwe laboratorium natury. Znajduje się w nim ponad 800 gatunków pielęgnic, które wywodzą się od wspólnego przodka. W niespełna kilkaset tysięcy lat – czyli szybciej niż ewolucyjna rozbieżność między ludźmi a szympansami – ryby te zajęły różne nisze ekologiczne: od drapieżników, przez ryby zjadające glony i piasek, aż po gatunki żywiące się planktonem. Co więcej, ta eksplozja gatunkowa miała miejsce w obrębie jednego jeziora, co czyni ją jeszcze bardziej niezwykłą z perspektywy biologii ewolucyjnej.
Badacze przeanalizowali DNA ponad 1300 osobników i znaleźli wyraźne ślady inwersji chromosomalnych – odwróceń fragmentów DNA, które blokują naturalne przetasowywanie genów podczas rozmnażania. Dzięki temu konkretne zestawy genów – tak zwane supergeny – są przekazywane w nienaruszonej formie z pokolenia na pokolenie. To właśnie te supergeny zawierają zestawy cech przystosowawczych, które nie ulegają rozproszeniu w procesie krzyżowania, wspierając rozwój wyspecjalizowanych zdolności niezbędnych do przetrwania w określonym środowisku.
Co ciekawe, choć gatunki pielęgnic nadal potrafią się krzyżować, wspomniane inwersje genetyczne zapobiegają nadmiernemu mieszaniu się materiału genetycznego. Działa to jak biologiczna bariera, szczególnie skuteczna w miejscach, gdzie różne gatunki żyją obok siebie – na przykład na otwartych obszarach jeziora bez fizycznych granic. Supergeny odpowiadają za tak kluczowe cechy jak wzrok, słuch czy preferencje żywieniowe. Dzięki nim możliwa jest adaptacja zarówno do płytkich, jak i bardzo głębokich partii jeziora – nawet do 200 metrów głębokości.
Odkrycie to rzuca nowe światło na mechanizmy powstawania bioróżnorodności. Pokazuje, że ewolucja nie zawsze jest żmudnym i przypadkowym procesem – może przebiegać zaskakująco szybko, jeśli tylko pojawią się odpowiednie genetyczne „skróty”. Inwersje chromosomalne i supergeny to swoiste ewolucyjne doładowania, które pozwalają gatunkom nie tylko przetrwać, ale i odnaleźć swoją niszę w szybko zmieniającym się świecie.
Źródło: cam.ac.uk
Grafika tytułowa: David Clode / Unsplash
