Επιστήμονες που μελετούν αδέσποτα σκυλιά κοντά στον Πυρηνικό Σταθμό του Τσερνόμπιλ εντόπισαν ασυνήθιστες γενετικές διαφορές, οι οποίες ενδέχεται να αντικατοπτρίζουν φυσική επιλογή και όχι μεταλλάξεις που προκλήθηκαν από την ακτινοβολία.
Τα σκυλιά του Τσερνόμπιλ
Τα σκυλιά που ζουν κοντά στον Πυρηνικό Σταθμό του Τσερνόμπιλ φέρουν γενετικές διαφορές που μπορεί να οφείλονται στη φυσική επιλογή, παρά σε μεταλλάξεις που προκλήθηκαν από την έκθεση στην ακτινοβολία. Μια νέα γονιδιωματική ανάλυση εντόπισε περισσότερα από 100 σημεία στο DNA τους που παρουσιάζουν ενδείξεις κατευθυνόμενης επιλογής, συμπεριλαμβανομένων περιοχών που σχετίζονται με την επιδιόρθωση του DNA, την ανάπτυξη καρκίνου και τη λειτουργία του ανοσοποιητικού συστήματος.
Τα ευρήματα υποδεικνύουν ότι οι περιβαλλοντικές πιέσεις ενδέχεται να ευνόησαν συγκεκριμένες κληρονομούμενες γενετικές παραλλαγές, βοηθώντας ενδεχομένως ορισμένα σκυλιά να επιβιώσουν σε ένα μολυσμένο περιβάλλον. Ωστόσο, οι ερευνητές δεν έχουν επιβεβαιώσει αν η ακτινοβολία ή άλλοι περιβαλλοντικοί κίνδυνοι προκάλεσαν άμεσα αυτά τα πρότυπα.
Μια απροσδόκητη γενετική διαφοροποίηση μεταξύ πληθυσμών σκύλων στην ίδια περιοχή
Προγενέστερη έρευνα αποκάλυψε σημαντικές γενετικές διαφορές μεταξύ των σκύλων που ζουν στον πυρηνικό σταθμό και εκείνων που βρίσκονται στην πόλη του Τσερνόμπιλ, σε απόσταση μόλις 10 μιλίων (περίπου 16 χιλιομέτρων). Τα σκυλιά της πόλης παρουσίαζαν μεγάλη ομοιότητα με πληθυσμούς από τη Ρωσία, την Πολωνία και τις γύρω περιοχές, ενώ τα σκυλιά κοντά στον σταθμό εμφάνιζαν ιδιαίτερα γενετικά χαρακτηριστικά, κυρίως σε περιοχές που σχετίζονται με την επιδιόρθωση του DNA.
«Αυτή η εργασία δίνει απαντήσεις σε ορισμένα ερωτήματα που είχαν μείνει ανοιχτά από την προηγούμενη έρευνά μας. Κατά τη μελέτη της γενετικής δομής του πληθυσμού, διαπιστώσαμε ότι, παρόλο που οι δύο αυτές ομάδες σκύλων βρίσκονται γεωγραφικά πολύ κοντά, παρουσιάζουν πολύ υψηλό βαθμό γενετικής διαφοροποίησης – και οι διαφορές αυτές δεν οφείλονται σε μεταλλάξεις», δήλωσε η Megan Dillon, μεταδιδακτορική ερευνήτρια στο Κολέγιο Κτηνιατρικής του Πολιτειακού Πανεπιστημίου της Βόρειας Καρολίνας (North Carolina State University).
«Με την παρούσα μελέτη, θελήσαμε να διερευνήσουμε δύο επιπλέον εξελικτικούς παράγοντες ευρύτερης κλίμακας: οφείλονται οι γενετικές διαφορές στη φυσική επιλογή ή στη γενετική παρέκκλιση (genetic drift) που συνέβη με την πάροδο του χρόνου σε έναν απομονωμένο πληθυσμό;»
Φυσική επιλογή ή τυχαία γενετική μεταβολή;
Η φυσική επιλογή συμβαίνει όταν κληρονομούμενα χαρακτηριστικά, τα οποία βελτιώνουν την επιβίωση ή την αναπαραγωγή, γίνονται πιο συχνά με την πάροδο των γενεών. Η κατευθυνόμενη επιλογή αποτελεί μια μορφή αυτής της διαδικασίας, κατά την οποία συγκεκριμένα χαρακτηριστικά ευνοούνται όλο και περισσότερο, συχνά ως απόκριση στις περιβαλλοντικές συνθήκες. Αντιθέτως, η γενετική παρέκκλιση αφορά τυχαίες μεταβολές στη συχνότητα των γενετικών παραλλαγών. Το φαιν Για να διακρίνουν αυτές τις διαδικασίες, οι ερευνητές συνέκριναν τους δύο πληθυσμούς σκύλων του Τσερνόμπιλ με σκύλους ελεύθερης αναπαραγωγής από την Ανατολική Ευρώπη, καθώς και με έναν απομονωμένο πληθυσμό από τα νησιά Γκαλαπάγκος. Αυτό τους επέτρεψε να εξετάσουν κατά πόσον ο γεωγραφικός απομονωτισμός, από μόνος του, θα μπορούσε να εξηγήσει τα ασυνήθιστα γενετικά πρότυπα που παρατηρούνται κοντά στον πυρηνικό σταθμό.
Αν και οι σκύλοι που ζουν στον χώρο του πυρηνικού σταθμού παρουσίαζαν μικρό «ενεργό μέγεθος πληθυσμού» —ένα μέτρο που δείχνει πόσα άτομα συνεισφέρουν γενετικά στις επόμενες γενιές—, το μέγεθος αυτό δεν διέφερε σημαντικά από εκείνο των σκύλων που ζουν στην πόλη. Επιπλέον, στον πληθυσμό του πυρηνικού σταθμού δεν παρατηρήθηκε η μείωση της γενετικής ποικιλομορφίας που θα αναμενόταν ως αποτέλεσμα σημαντικής «γενετικής παρέκκλισης» (genetic drift). Ακόμη, η γενετική του σύσταση διέφερε αισθητά από εκείνη άλλων απομονωμένων πληθυσμών, συμπεριλαμβανομένων των σκύλων στα Γκαλαπάγκος. Είναι αξιοσημείωτο ότι οι σκύλοι της πόλης του Τσερνόμπιλ παρουσίαζαν μεγαλύτερη γενετική ομοιότητα με τον πληθυσμό των Γκαλαπάγκος παρά με τους σκύλους που ζουν στις εγκαταστάσεις του πυρηνικού σταθμού.
Γενετικά «αποτυπώματα» που σχετίζονται με την κυτταρική προστασία
Οι ερευνητές εντόπισαν ενδείξεις που παραπέμπουν σε «κατευθυνόμενη επιλογή» (directional selection) σε περιοχές του γονιδιώματος οι οποίες περιέχουν γονίδια που εμπλέκονται στην αντιγραφή και την επιδιόρθωση του DNA, στη ρύθμιση του κυτταρικού κύκλου, σε διαδικασίες που σχετίζονται με τον καρκίνο, καθώς και στις ανοσολογικές αποκρίσεις. Αυτές οι βιολογικές λειτουργίες ενδέχεται να επηρεάζουν τον τρόπο με τον οποίο τα ζώα ανταποκρίνονται σε επιβλαβείς περιβαλλοντικούς παράγοντες, αν και η ανάλυση δεν μπορεί να προσδιορίσει με βεβαιότητα αν συγκεκριμένες γενετικές παραλλαγές όντως βελτιώνουν τις πιθανότητες επιβίωσης.
«Αν και δεν μπορούμε να πούμε με βεβαιότητα ότι τα ευρήματά μας αποτελούν αδιάψευστη απόδειξη φυσικής επιλογής, τα γενετικά αυτά "αποτυπώματα" υποδηλώνουν πράγματι την ύπαρξη επιλογής», δήλωσε ο Dillon.
«Εξετάζοντας βαθύτερα αυτές τις περιοχές του γονιδιώματος, διαπιστώνουμε ότι τα εν λόγω γονίδια συμμετέχουν σε βιολογικά σημαντικές οδούς, οι οποίες θα μπορούσαν να βοηθήσουν τους οργανισμούς να αντισταθμίσουν τις επιπτώσεις της έκθεσής τους σε τοξικές ουσίες στο συγκεκριμένο περιβάλλον».
Μήπως το Τσερνόμπιλ ευνόησε σκύλους που διέθεταν ήδη τα εφόδια για να επιβιώσουν;
Οι γενετικές διαφορές δεν συνεπάγονται απαραίτητα ότι οι σκύλοι ανέπτυξαν νέες προσαρμογές μετά την έκθεσή τους στη ραδιενεργή μόλυνση. Μια άλλη πιθανότητα είναι ότι τα άτομα που έφεραν εξαρχής ευνοϊκές γενετικές παραλλαγές είχαν περισσότερες πιθανότητες να επιβιώσουν από τις περιβαλλοντικές πιέσεις, με αποτέλεσμα οι παραλλαγές αυτές να γίνουν συχνότερες στις επόμενες γενιές.
«Δεν φτάσαμε στο σημείο να πούμε ότι άλλαξε το γονιδίωμα των σκύλων προκειμένου να προσαρμοστούν· ίσως εκείνοι που κατάφεραν να επιβιώσουν από τις αρχικές εκθέσεις να διέθεταν αυτό το επίπεδο υποβόσκουσας γενετικής ποικιλομορφίας και παραλλαγών, προσφέροντάς τους υψηλότερο βαθμό προσαρμοστικότητας», πρόσθεσε ο Breen. «Φυσικά, πρόκειται για εικασία και δεν γνωρίζουμε ακριβώς τι συνέβη. Ωστόσο, μπορούμε με βεβαιότητα να πούμε ότι χρησιμοποιήσαμε μια πολύ στιβαρή ανάλυση και εντοπίσαμε ίχνη επιλογής σε βιολογικά σημαντικές περιοχές».
www.worldenergynews.gr
