Τον τελευταίο χρόνο, η ίδια ερευνητική ομάδα απέδειξε ότι οι δύο πληθυσμοί σκύλων που ζουν στη ζώνη αποκλεισμού του Τσερνόμπιλ παρουσιάζουν σημαντικές γενετικές διαφορές, παρότι τους χωρίζουν μόλις 16 χιλιόμετρα. Ο ένας πληθυσμός ζει κοντά στον πυρηνικό σταθμό παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας, ενώ ο άλλος στην πόλη του Τσερνόμπιλ.
Οι σκύλοι της πόλης εμφανίζουν γενετικό προφίλ ιδιαίτερα παρόμοιο με εκείνο των συνηθισμένων αδέσποτων σκύλων που αναπαράγονται ελεύθερα στη Ρωσία, την Πολωνία και την υπόλοιπη Ανατολική Ευρώπη. Αντίθετα, ο πληθυσμός που ζει κοντά στον πυρηνικό σταθμό παρουσιάζει σαφώς διαφορετικά χαρακτηριστικά, με συγκεκριμένες γενετικές διαφοροποιήσεις σε περιοχές του γονιδιώματος που συνδέονται στενά με τις ευαίσθητες διαδικασίες επιδιόρθωσης του DNA.
Η νέα έρευνα, η οποία δημοσιεύθηκε πρόσφατα στην επιστημονική επιθεώρηση Genes, επιχειρεί να διερευνήσει περαιτέρω αυτό το εντυπωσιακό βιολογικό φαινόμενο. Επικεφαλής συγγραφέας είναι η Μέγκαν Ντίλον από το Πολιτειακό Πανεπιστήμιο της Βόρειας Καρολίνας, ενώ στην ερευνητική ομάδα συμμετέχουν, μεταξύ άλλων, ο Τίμοθι Μουσό από το Πανεπιστήμιο της Νότιας Καρολίνας και ο Νόρμαν Κλάιμαν από το Πανεπιστήμιο Κολούμπια.
Η διαχρονική διαμάχη μεταξύ γενετικής παρέκκλισης και φυσικής επιλογής
Για να κατανοήσουν την προέλευση αυτών των σημαντικών διαφορών, οι επιστήμονες επικεντρώθηκαν στον έλεγχο δύο διαφορετικών και αντικρουόμενων εξελικτικών εξηγήσεων: της φυσικής επιλογής και της γενετικής παρέκκλισης.
Η διάκριση μεταξύ αυτών των δύο βιολογικών φαινομένων είναι καθοριστική για την ερμηνεία των δεδομένων γενετικής αλληλούχισης.
Η γενετική παρέκκλιση περιγράφει μια εντελώς τυχαία μεταβολή στη συχνότητα των γονιδιακών παραλλαγών, η οποία μπορεί να επικρατήσει σε έναν μικρό και απομονωμένο πληθυσμό απλώς λόγω πιθανοτήτων και της μεταβίβασης γενετικού υλικού στους απογόνους. Συνήθως, μάλιστα, οδηγεί σε μείωση της συνολικής γενετικής ποικιλομορφίας.
Αντίθετα, η φυσική επιλογή ευνοεί την επικράτηση συγκεκριμένων γενετικών παραλλαγών που ενισχύουν την προσαρμογή και τις πιθανότητες επιβίωσης σε ένα δεδομένο οικοσύστημα.
Για να διαχωρίσουν τις επιπτώσεις της απλής γεωγραφικής απομόνωσης από εκείνες που προκαλούνται από τις ισχυρές περιβαλλοντικές πιέσεις, οι ερευνητές συνέκριναν τους δύο πληθυσμούς της ουκρανικής περιοχής με σκύλους από την Ανατολική Ευρώπη, αλλά και με έναν αυστηρά απομονωμένο πληθυσμό σκύλων που προέρχεται από τα νησιά Γκαλαπάγκος.
Τα βιολογικά στοιχεία που αμφισβητούν την υπόθεση της γεωγραφικής απομόνωσης
Τα γενετικά δεδομένα που συγκέντρωσαν οι επιστήμονες έρχονται σε σαφή αντίθεση με την υπόθεση της γενετικής παρέκκλισης, αποκαλύπτοντας μια ιδιαίτερα ενδιαφέρουσα εικόνα.
Ο πραγματικός πληθυσμός των σκύλων που ζουν κοντά στον πυρηνικό σταθμό είναι πράγματι μικρός. Ωστόσο, οι υπολογισμοί δείχνουν ότι δεν διαφέρει σημαντικά από τον πληθυσμό των σκύλων που ζουν στην κοντινή πόλη.
Επιπλέον, οι σκύλοι της περιοχής του πυρηνικού σταθμού δεν παρουσιάζουν ενδείξεις μειωμένης γενετικής ποικιλομορφίας, η οποία αποτελεί το βασικό χαρακτηριστικό της γενετικής παρέκκλισης.
Την ίδια στιγμή, τα ζώα αυτά διαφέρουν σημαντικά από άλλους πληθυσμούς που βρίσκονται γεωγραφικά απομονωμένοι από τον υπόλοιπο κόσμο, συμπεριλαμβανομένων εκείνων των νησιών Γκαλαπάγκος.
Ακόμη πιο εντυπωσιακό είναι το γεγονός ότι οι σκύλοι της πόλης του Τσερνόμπιλ παρουσιάζουν μεγαλύτερη γενετική συγγένεια με τον πληθυσμό των Γκαλαπάγκος παρά με τους άμεσους γείτονές τους, που ζουν κοντά στον πυρηνικό σταθμό της Ουκρανίας.
Κατά συνέπεια, οι ερευνητές κατέληξαν στο συμπέρασμα ότι η απομόνωση από μόνη της δεν αρκεί για να εξηγήσει το ασυνήθιστο γενετικό μοτίβο που παρατηρείται στα συγκεκριμένα ζώα.
Τι κρύβεται στο γονιδίωμα των αδέσποτων σκύλων κοντά στον πυρηνικό σταθμό;
Αναλύοντας προσεκτικά το γενετικό υλικό των ζώων, οι επιστήμονες εντόπισαν περισσότερες από 100 θέσεις στο DNA που εμφανίζουν σαφείς ενδείξεις κατευθυντικής φυσικής επιλογής.
Τα γονίδια που βρίσκονται γύρω από αυτές τις συγκεκριμένες περιοχές συνδέονται άμεσα με την ανάπτυξη καρκίνου, τους σύνθετους μηχανισμούς αντιγραφής και επιδιόρθωσης του DNA, βασικές λειτουργίες του κυτταρικού κύκλου, καθώς και τη ρύθμιση της αποτελεσματικότητας της ανοσολογικής απόκρισης.
Αυτό το σύνθετο σύνολο γονιδίων φαίνεται να έχει ιδιαίτερη βιολογική σημασία για έναν πληθυσμό που αναγκάζεται να επιβιώσει σε ένα περιβάλλον με χρόνια έκθεση στη ραδιενέργεια, εξαιτίας του γνωστού πυρηνικού δυστυχήματος.
Άλλωστε, πρόκειται ακριβώς για τα σύνθετα κυτταρικά βιολογικά συστήματα που πλήττονται πρώτα από τη συνεχή έκθεση στην ακτινοβολία και τα οποία τελικά καθορίζουν εάν ένα κύτταρο ενός οργανισμού θα καταφέρει να επιβιώσει ή θα καταστραφεί.
Οι περιορισμοί της νέας μελέτης και η απουσία υπερδυνάμεων
Παρά τη μεγάλη δημοσιότητα που έχει προκαλέσει η ανακάλυψη, οι συγγραφείς της μελέτης φροντίζουν να διευκρινίσουν τι ακριβώς δεν αποδεικνύει η συγκεκριμένη έρευνα.
Όπως επισημαίνει η δρ Ντίλον, δεν είναι δυνατόν να υποστηριχθεί με απόλυτη βεβαιότητα ότι πρόκειται για μια ξεκάθαρη περίπτωση γενετικής επιλογής, αν και τα γενετικά χαρακτηριστικά που εντοπίστηκαν υποδεικνύουν έντονα προς αυτή την κατεύθυνση.
Ο ερευνητής Μάθιου Μπριν συμφωνεί ότι τα ζώα που διαθέτουν τις κατάλληλες γενετικές παραλλαγές μπορεί απλώς να επιβίωσαν για άλλους λόγους, χαρακτηρίζοντας μάλιστα ως εικασία την υπόθεση ότι έχουν αναπτύξει ουσιαστική ανοσία στην ακτινοβολία.
Είναι ιδιαίτερα σημαντικό να διευκρινιστεί ότι η πραγματική αντοχή στην ακτινοβολία των συγκεκριμένων σκύλων δεν έχει μετρηθεί ούτε έχει αποδειχθεί επιστημονικά.
Επιπλέον, η ζώνη αποκλεισμού του Τσερνόμπιλ διαφέρει από τις γύρω περιοχές σε πολλούς παράγοντες πέρα από την περιβαλλοντική ραδιενέργεια. Η παρουσία βαρέων μετάλλων, η εξαιρετικά περιορισμένη ανθρώπινη δραστηριότητα, η διαθέσιμη τροφή και τα τοπικά παθογόνα παρουσιάζουν σημαντικές διαφοροποιήσεις.
Για τον λόγο αυτό, οι επιστήμονες δεν έχουν ακόμη προσδιορίσει ποιος είναι ο συγκεκριμένος παράγοντας που ασκεί την πίεση της φυσικής επιλογής και απαιτούνται περαιτέρω έρευνες.
Τέλος, πρέπει να σημειωθεί ότι οι ενδείξεις φυσικής επιλογής που εντόπισαν οι επιστήμονες αποτελούν προς το παρόν στατιστικά μοτίβα στο γονιδίωμα και όχι έναν βιολογικό μηχανισμό που έχει επιβεβαιωθεί εργαστηριακά στο εσωτερικό των κυττάρων των ζώων.
Για να αποδειχθεί ότι μια συγκεκριμένη γενετική παραλλαγή βοηθά πραγματικά ένα θηλαστικό να αντέξει τη ραδιενεργό ρύπανση, θα χρειάζονταν σύνθετα λειτουργικά πειράματα.
Μέχρι τότε, παραμένει αναγκαίο να διαχωρίζεται η επιστημονική πραγματικότητα από τον δημοφιλή μύθο ότι οι σκύλοι του Τσερνόμπιλ έχουν αναπτύξει κάποιου είδους υπερδυνάμεις, βγαλμένες από ταινία επιστημονικής φαντασίας.
Πηγή: newsbomb.gr
