blog naukowy

Czy aby na pewno seks jest niezbędny do zachowania gatunku? Nie, jeśli jest się Bdelloideą, mikroskopijnym organizmem wodnym z rzędu wrotków. Tajemnicę ewolucji tych zwierząt odsłaniają badacze na łamach nowego “Science” – pisze

Bdelloidea nie dość, że świetnie radzi sobie z wydawaniem na świat potomstwa bez udziału męskich osobników (bo takie nie istnieją), to jeszcze w toku ewolucji rozwinęła się w około 380 różnych gatunków. Zamieszkuje wody słodkie: stawy, jeziora, oczka wodne, potoki, mokradła. Choć przedstawicielki tego gatunku nie przekraczają jednego milimetra długości, ich przejrzyste ciało posiada głowę pokrytą falującymi rzęskami, stopę zakończoną dwoma “palcami”, otwór gębowy i szczęki. Żywią się bakteriami oraz cząsteczkami alg.

Bdelloidee od lat intrygują badaczy, którzy próbują odpowiedzieć na pytanie, jak to możliwe, że mimo braku rozmnażania płciowego organizmy te przetrwały miliony lat, podczas gdy innym to się nie udało. Jak mówi prof. Matthew Meselson z Uniwersytetu Harvarda, bezpłciowość jest zazwyczaj ślepą uliczką. A to dlatego, że takie organizmy nie mogą się adaptować do konkretnych warunków. Ponadto w ich organizmach kumulują się szkodliwe mutacje, które u innych organizmów są wykluczane przez dobór naturalny.

Zagadkę ewolucyjnego sukcesu tych stworzeń rozwikłali badacze z University of Cambridge – Natalia Pouchkina-Stantcheva i Alan Tunnacliffe. Zaobserwowali oni, że choć różne gatunki Bdelloidea żyją w wodzie, to gdy się je z niej wyjmie, potrafią wejść w stan odwodnienia i przetrwać w nim wiele lat. Kiedy po tak długim czasie znów znajdą się w wodzie, ożywają bez uszczerbku na zdrowiu. W jaki sposób jeden z gatunków Bdelloidea – Adineta ricciae – w toku ewolucji nabył tą cechę bez rozmnażania płciowego, badacze wyjaśniają w swej publikacji w “Science“.

Ludzie i większość organizmów rozmnażają się płciowo, co oznacza, że wewnątrz komórki znajdują się dwie kopie (para) chromosomów, każdą z nich dziedziczy się po jednym z rodziców. Ponieważ chromosomy zawierają geny, posiadamy po dwie kopie każdego z genów. Geny występują jednak w różnych wersjach, tzw. allelach, co może prowadzić do różnic w budowie białek produkowanych na podstawie instrukcji zawartej w genach.

U Adineta ricciae, która teoretycznie powinna posiadać dwie identyczne kopie genu (bo ma tylko jednego rodzica), kopie genu o nazwie lea różnią się jednak między sobą. Przez to organizm wrotka produkuje dwa różne białka o odmiennych funkcjach. Jedno z nich zabezpiecza kluczowe dla funkcjonowania organizmu enzymy przed zbijaniem się w kupki podczas okresu odwodnienia organizmu. Drugie chroni chroni delikatne błony komórek organizmu przed wysuszeniem.

Najprawdopodobniej geny lea są pozostałością po allelach z czasów, kiedy Bdelloidea rozmnażały się płciowo.

Najbardziej niezwykłe jest to, że te dwie funkcje genów znakomicie się uzupełniają, co pozwala wrotkom przetrwać okresy pozbawienia wody. – Taka forma zróżnicowania funkcji genów nie mogłaby się zdarzyć u organizmów płciowych, co oznacza, że miliony lat bez seksu przynoszą pewne korzyści – podsumowuje Tunnacliffe.