Η εξέλιξη δεν είναι τυχαία. Επιστήμονες ανακαλύπτουν γονίδια που χρησιμοποιούνται εδώ και 120 εκατομμύρια χρόνια
Μια διεθνής ερευνητική ομάδα με επικεφαλής το Πανεπιστήμιο της Υόρκης και το Wellcome Sanger Institute εστίασε σε πεταλούδες και σκώρους από τα τροπικά δάση της Νότιας Αμερικής. Παρόλο που αυτά τα είδη συνδέονται μόνο μακρινά εξελικτικά, πολλά μοιράζονται εντυπωσιακά παρόμοια σχέδια χρωμάτων στα φτερά τους που λειτουργούν ως σήματα προειδοποίησης προς τους θηρευτές. Αυτό το φαινόμενο είναι γνωστό ως μίμηση.
Κοινά Γονίδια Πίσω από τη Μίμηση Πεταλούδων και Σκώρων
Οι ερευνητές επιδίωξαν να εντοπίσουν ποια γονίδια ελέγχουν αυτά τα κοινά χρωματικά μοτίβα σε επτά εξελικτικά μακρινά συγγενικά είδη. Παρά την εξελικτική τους απόσταση, η ομάδα ανακάλυψε ότι τόσο οι πεταλούδες όσο και οι σκώροι βασίστηκαν επανειλημμένα στα ίδια δύο γονίδια, το ivory και το optix, για να παράγουν σχεδόν πανομοιότυπα προειδοποιητικά χρώματα.
Αντί να τροποποιείται η δομή των γονιδίων, η εξέλιξη λειτούργησε σε ρυθμιστικά στοιχεία, που συχνά περιγράφονται ως γενετικοί “διακόπτες”, οι οποίοι ελέγχουν πότε και πού ενεργοποιούνται αυτά τα γονίδια. Στις πεταλούδες, αυτοί οι διακόπτες τροποποιήθηκαν με παρόμοιους τρόπους σε διάφορα είδη. Στους σκώρους, οι επιστήμονες βρήκαν μια έκπληξη. Χρησιμοποιήθηκε ένας μηχανισμός αναστροφής (ένα μεγάλο κομμάτι DNA αναστράφηκε) που αντικατοπτρίζει στενά μια στρατηγική που παρατηρείται σε ένα από τα είδη πεταλούδων.
Απόδειξη ότι η Εξέλιξη Μπορεί να είναι Προβλέψιμη
Ο καθηγητής Kanchon Dasmahapatra από το Τμήμα Βιολογίας του Πανεπιστημίου της Υόρκης εξήγησε: “Η συγκλίνουσα εξέλιξη, όπου πολλά άσχετα είδη εξελίσσουν ανεξάρτητα το ίδιο χαρακτηριστικό, είναι συνηθισμένη στο δέντρο της ζωής. Όμως, σπάνια έχουμε την ευκαιρία να διερευνήσουμε τη γενετική βάση αυτού του φαινομένου.
“Ερευνώντας επτά γενεαλογίες πεταλούδων και έναν σκώρο που πετά την ημέρα, δείχνουμε ότι η εξέλιξη μπορεί να είναι εκπληκτικά προβλέψιμη, και ότι πεταλούδες και σκώροι χρησιμοποιούν τις ακριβώς ίδιες γενετικές τακτικές επανειλημμένα για να επιτύχουν παρόμοια χρωματικά μοτίβα από την εποχή των δεινοσαύρων.”
Τα ευρήματα, που δημοσιεύτηκαν στο περιοδικό PLoS Biology, υποδηλώνουν ότι η εξέλιξη δεν είναι πάντα μια τυχαία διαδικασία. Αντίθετα, μπορεί να ακολουθεί επαναλαμβανόμενες γενετικές οδούς.
Γιατί Επανεμφανίζονται τα Προειδοποιητικά Χρώματα
Η καθηγήτρια Joana Meier από το Wellcome Sanger Institute πρόσθεσε: “Αυτές οι μακρινά συγγενικές πεταλούδες και ο σκώρος είναι όλες τοξικές και δύσπεπτες για τα πουλιά που προσπαθούν να τις φάνε. Μοιάζουν πολύ μεταξύ τους επειδή αν τα πουλιά έχουν ήδη μάθει ότι ένα συγκεκριμένο χρωματικό μοτίβο σημαίνει “μην τρως, είμαστε τοξικοί”, είναι επωφελές για άλλα είδη να εμφανίζουν τα ίδια προειδοποιητικά χρώματα.
“Εδώ, δείχνουμε ότι αυτά τα προειδοποιητικά χρώματα είναι ιδιαίτερα ιδανικά, καθώς φαίνεται ότι είναι αρκετά εύκολο να εξελιχθούν αυτά τα ίδια χρωματικά μοτίβα λόγω της εξαιρετικά διατηρημένης γενετικής βάσης επί 120 εκατομμύρια χρόνια.”
Τι Σημαίνει Αυτό για την Πρόβλεψη της Εξέλιξης
Η κατανόηση ότι η εξέλιξη ακολουθεί συχνά καθιερωμένες γενετικές διαδρομές θα μπορούσε να βοηθήσει τους επιστήμονες να προβλέψουν πώς τα είδη μπορεί να ανταποκριθούν σε μεταβαλλόμενα περιβάλλοντα ή κλιματικές αλλαγές. Αν η φύση τείνει να επαναχρησιμοποιεί τις ίδιες βιολογικές λύσεις, η πρόβλεψη μελλοντικών προσαρμογών μπορεί να γίνει πιο εφικτή από ό,τι πιστευόταν προηγουμένως.