Naukowcy odkryli, że „odwrócone” fragmenty DNA mogą znacznie przyspieszyć adaptację i ewolucję ryb, oferując wgląd w to, jak powstają i różnicują się nowe gatunki. Zrozumienie to może zrewolucjonizować nasze podejście do ochrony przyrody i nasze rozumienie różnorodności życia.
Centralnym pytaniem w biologii jest to, w jaki sposób pojawiają się nowe gatunki i jak doszło do niesamowitej różnorodności życia na Ziemi. Badania nad pyszczakami z jeziora Malawi we wschodniej Afryce dostarczają cennych wskazówek. W tym jednym jeziorze ponad 800 różnych gatunków wyewoluowało ze wspólnego przodka w stosunkowo krótkim czasie w porównaniu z ewolucją ludzi i szympansów.
Naukowcy z Uniwersytetów w Cambridge i Antwerpii zbadali szybką ewolucję tych pyszczaków. Ich odkrycia, opublikowane w czasopiśmie Science, skupiły się na DNA ponad 1300 pyszczaków. Odkryli, że u niektórych gatunków duże fragmenty DNA na pięciu chromosomach są odwrócone, co jest rodzajem mutacji zwanej inwersją chromosomową. Proces ten działa jak ewolucyjny „doładowacz”.
Podczas normalnej reprodukcji DNA jest reorganizowane poprzez rekombinację, mieszając materiał genetyczny od obojga rodziców. Jednak inwersje chromosomowe blokują to mieszanie w obrębie odwróconego regionu. Oznacza to, że kombinacje genów w obrębie inwersji są przekazywane w stanie nienaruszonym, z pokolenia na pokolenie. To zachowuje korzystne adaptacje i przyspiesza ewolucję.
Te zachowane zestawy genów są często nazywane „supergenami”. U pyszczaków z Malawi supergeny odgrywają kilka ważnych ról. Chociaż różne gatunki pyszczaków nadal mogą krzyżować się ze sobą, inwersje pomagają je oddzielić, zapobiegając zbytniemu mieszaniu się ich genów. Geny w tych supergenach często kontrolują cechy kluczowe dla przetrwania i reprodukcji, takie jak wzrok, słuch i zachowanie.
Inwersje często działają również jako chromosomy płci, wpływając na to, czy ryba staje się samcem czy samicą. To odkrycie otwiera nowe możliwości zrozumienia, jak działa ewolucja. Inwersje chromosomowe nie są unikalne dla pyszczaków; występują również u wielu innych zwierząt, w tym u ludzi. Są one coraz częściej uznawane za kluczowy czynnik w ewolucji i bioróżnorodności.
Badania te zapewniają głębsze zrozumienie tego, w jaki sposób życie na Ziemi staje się tak bogate i zróżnicowane. Rozumiejąc, jak te supergeny ewoluują i rozprzestrzeniają się, naukowcy zbliżają się do odpowiedzi na jedno z największych pytań w nauce. Wiedzę tę można zastosować w działaniach na rzecz ochrony przyrody, pomagając chronić bioróżnorodność i zrozumieć, w jaki sposób gatunki adaptują się do zmieniającego się środowiska.