Επιτέλους εξήγηση για μια κλασική περίπτωση Εξέλιξης

Η ιστορία διδάσκεται σε όλους τους φοιτητές Βιολογίας: όταν τα δέντρα και οι τοίχοι άρχισαν να μαυρίζουν από τον καπνό της Βιομηχανικής Επανάστασης στα μέσα του 19ου αιώνα, οι νυχτοπεταλούδες του Μάντσεστερ σταδιακά άλλαξαν χρώμα από άσπρες σε μαύρες, προφανώς για να καμουφλάρονται στο καπνισμένο τοπίο και να αποφεύγουν τους θηρευτές.

Περισσότερο από έναν αιώνα μετά τις πρώτες αναφορές για τη μυστηριώδη αλλαγή χρώματος, μελέτη στο περιοδικό Nature εντοπίζει τη μετάλλαξη που επέτρεψε αυτό το απότομο εξελικτικό άλμα.

Οι πρώτες μαύρες νυχτοπεταλούδες του είδους Biston betularia παρατηρήθηκαν το 1848, όταν τα ρυπογόνα εργοστάσια εξαπλώνονταν στην περιοχή του Μάντσεστερ. Μέχρι τη δεκαετία του 1950, τα μαύρα έντομα αντιστοιχούσαν πλέον στο 90% του συνολικού πληθυσμού. Αργότερα ο αέρας καθάρισε, και σήμερα εννέα στις δέκα νυχτοπεταλούδες της περιοχής είναι και πάλι άσπρες.

H άσπρη παραλλαγή του εντόμου έχει γίνει και πάλι ο κανόνας (CC BY-SA 3.0)

Παρόλο που η εξελικτική ιστορία ήταν καλά γνωστή, οι επιστήμονες δεν είχαν καταφέρει ως σήμερα να εξηγήσουν αυτό το κλασικό παράδειγμα εξέλιξης.

Όπως αποκαλύπτει η ερευνητική ομάδα στο Πανεπιστήμιο του Λίβερπουλ, η μαύρη μορφή του εντόμου εμφανίστηκε λόγω ενός «μεταθετού στοιχείου», μιας αλληλουχίας DNA που έχει την ιδιότητα να πηδά από μια περιοχή του γονιδιώματος σε άλλη.

Στη συγκεκριμένη περίπτωση, το μεταθετό στοιχείο μετέφερε τον εαυτό του μέσα σε ένα γονίδιο με την ονομασία cortex, αλλάζοντας έτσι τη λειτουργία του.

Χρησιμοποιώντας στατιστικές μεθόδους, οι ερευνητές υπολόγισαν ότι η επίμαχη μετάλλαξη πρωτοεμφανίστηκε γύρω στο 1819, στην αρχή της Βιομηχανικής Επανάστασης και λίγα χρόνια πριν τον εντοπισμό των πρώτων μαύρων νυχτοπεταλούδων.

Σε μια δεύτερη μελέτη που δημοσιεύεται στο ίδιο τεύχος του Nature, ερευνητές των πανεπιστημίων του Κέμπριτζ και του Σέφιλντ αναφέρουν ότι το γονίδιο cortex ευθύνεται για τα χρωματιστά σχέδια στα φτερά τροπικών πεταλούδων.

Αυτό προκάλεσε έκπληξη στους ερευνητές, δεδομένου ότι οι νυχτοπεταλούδες διαχωρίστηκαν από την εξελικτική γραμμή των πεταλούδων πριν από 100 εκατομμύρια χρόνια, και τα σχέδια στα φτερά τους παρουσιάζουν μεγάλες διαφορές.

«Αυτό υποδηλώνει ότι το γονίδιο cortex παίζει κεντρικό ρόλο στην ποικιλότητα των μοτίβων σε όλη την ομάδα των λεπιδόπτερων [η οποία περιλαμβάνει τις πεταλούδες και τις νυχτοπεταλούδες]» επισημαίνει ο Δρ Ίλι Σακέρι, επικεφαλής της μελέτης στο Πανεπιστήμιο του Λίβερπουλ.

Παραμένει ωστόσο άγνωστος ο μηχανισμός με τον οποίο το γονίδιο cortex επηρεάζει τα χρώματα και τα σχέδια των εντόμων -μέχρι σήμερα, είχε συνδεθεί μόνο με την ανάπτυξη των αβγών και τον κυτταρικό κύκλο σε μύγες.

Όπως φαίνεται, η περίπτωση των νυχτοπεταλούδων που αλλάζουν χρώμα δεν έχει εξηγηθεί πλήρως. Τουλάχιστον όμως έχει γίνει η αρχή.

Βαγγέλης Πρατικάκης

Newsroom ΑΛΤΕΡ ΕΓΚΟ