Από τη Γιάννα Τριανταφύλλη.
Μια νέα μελέτη αποκαλύπτει πώς οι ακραίες περιβαλλοντικές συνθήκες, όπως οι υψηλές θερμοκρασίες, δημιουργούν συνθήκες έντονου στρες και μπορούν να προκαλέσουν γενετικές αλλαγές, με τις επιπτώσεις να περνούν και στις επόμενες γενιές.
Αυτή η ανακάλυψη αμφισβητεί την παραδοσιακή άποψη πως η εξελικτική διαδικασία συντελείται αργά και σταδιακά και υπογραμμίζει πώς τα ακραία καιρικά φαινόμενα θα μπορούσαν να αναδιαμορφώσουν ταχύτατα τα βιολογικά χαρακτηριστικά εντός των φυσικών πληθυσμών.
Οι στόχοι της μελέτης
Ερευνητική ομάδα από το Πανεπιστήμιο του Λίβερπουλ θέλησε να εξετάσει πώς οι ακραίες περιβαλλοντικές συνθήκες – ειδικά το θερμικό σοκ που προκαλείται από την άνοδο της θερμοκρασίας – μπορούν να επιταχύνουν τις εξελικτικές διαδικασίες προκαλώντας διαρκείς γενετικές αλλαγές.
Οι ερευνητές πραγματοποίησαν πειράματα σε θηλυκές φρουτόμυγες, οι οποίες είχαν συλλεχθεί από δυο εντελώς διαφορετικά κλιματικά περιβάλλοντα, την Ισπανία και τη Φινλανδία, με στόχο να συγκρίνουν τις αποκρίσεις σε ξηρά και ψυχρά κλίματα και να διερευνήσουν τη βιολογικής και γονιδιακής τους απόκρισης σε συνθήκες θερμικού σοκ.
Η ερευνητική ομάδα εξέτασε την έκφραση των γονιδίων που σχετίζονται με την αντίδραση στο στρες, τις ρυθμιστικές βιολογικές αποκρίσεις, τις επιπτώσεις στην επιβίωση και στην αναπτυξιακή πορεία των απογόνων, καθώς και τη μεταβίβαση των παρατηρούμενων φαινομένων στις επόμενες γενιές.
Οι επιπτώσεις περνούν και στις επόμενες γενιές
Τα αποτελέσματα έδειξαν ότι και οι δύο πληθυσμοί φρουτομυγών παρουσίασαν ισχυρές γονιδιακές αποκρίσεις στο θερμικό στρες, ωστόσο ο πληθυσμός από το ψυχρό περιβάλλον εμφάνισε λιγότερο αποτελεσματική ρύθμιση και πιο μειωμένη ικανότητα προσαρμογής.
Και στους δύο πληθυσμούς, η πρώτη γενιά απογόνων (δηλαδή αυγά που γεννήθηκαν εντός δύο ημερών από το θερμικό σοκ) παρουσίασε αρνητικές επιπτώσεις, με χαμηλότερα ποσοστά επιβίωσης και επιβράδυνση ανάπτυξης.
Στις μεταγενέστερες γενιές, και ιδιαίτερα στον πληθυσμό που προερχόταν από θερμότερο και ξηρότερο περιβάλλον, καταγράφηκε ταχύτερη αναπτυξιακή πορεία. Ιδιαίτερα εντυπωσιακό ήταν το εύρημα πως ορισμένες επιδράσεις του θερμικού στρες στην έκφραση των γονιδίων παρέμειναν έως και τρεις γενιές αργότερα.
«Σε έναν κόσμο όπου τα ακραία καιρικά φαινόμενα αποτελούν πλέον τον κανόνα και όχι την εξαίρεση, η κατανόηση των μοριακών και αναπτυξιακών βάσεων τέτοιων ταχέων αντιδράσεων είναι κρίσιμη. Ο εντοπισμός των γενετικών παραλλαγών και των επιγενετικών τροποποιήσεων που επιτρέπουν σε ορισμένους πληθυσμούς να αντέχουν και να προσαρμόζονται στις κλιματικές πιέσεις θα μπορούσε να συμβάλει στις στρατηγικές διατήρησης και να προβλέψει αποτελεσματικά την ευπάθεια σε είδη που κινδυνεύουν», εξηγεί ο Δρ. Ewan Harney, επικεφαλής της ερευνητικής ομάδας.
Η πρωτοποριακή αυτή μελέτη παρέχει νέες γνώσεις για το πώς η κλιματική αλλαγή μπορεί να επηρεάσει τα βιολογικά συστήματα πολύ πέρα από τις άμεσες επιπτώσεις της και επιβεβαιώνει ότι το στρες που προκαλείται από την κλιματική αλλαγή λειτουργεί ως ένας ισχυρός καταλύτης, προκαλώντας μακροχρόνιες αλλαγές στη γονιδιακή ρύθμιση.
Σύμφωνα με τους ερευνητές, καθώς η υπερθέρμανση του πλανήτη συνεχίζεται με αμείωτους ρυθμούς, μελέτες όπως αυτή είναι καίριας σημασίας για την πρόβλεψη και τη διαχείριση των αποτελεσμάτων της βιοποικιλότητας σε μια ταχέως μεταβαλλόμενη βιόσφαιρα.
Τα ευρήματα της μελέτης δημοσιεύτηκαν στο επιστημονικό περιοδικό Molecular Biology and Evolution: https://academic.oup.com/mbe/article/43/4/msag069/8571750?login=false
