Wielkie wymierania gatunków - przyczyną geny a nie kataklizmy

Wielkie wymierania gatunków uderzają w naszą planetę z katastrofalną siłą. Za ich przyczyny przyjmuje się globalne zmiany wywołane klimatem, wulkanami, uderzeniami meteorytów, a ostatnio nas ludzi. Naukowcy wykazują, że przynajmniej część z tych kataklizmów może być wynikiem niekorzystnych zmian w genomie, powodujących degradacje całych grup organizmów.

O najbardziej znane wymieranie, które dotknęła naszą planetę 65 mln lat temu, pod koniec okresu kredy i zgładziło między innymi dinozaury rywalizuje wiele teorii. Najbardziej znane dotyczą uderzenia meteorytu, jednego lub kilku, oraz potężnych erupcji wulkanicznych. Oba trafiają na trudności dokładnego umiejscowienia ich w czasie pokrywającym się z okresem wielkiego wymierania.

W sukurs ma im przyjść teoria zakładająca, że przynajmniej część z gatunków wymarła w wyniku naturalnych procesów degradacji genomu. Wtedy ich dokładna data wymarcia nie musi być całkowicie zbieżna z globalnym kataklizmem. Kataklizm taki przez zmiany w środowisku może doprowadzić do pogłębiania niekorzystnych zmian w genomie (np. przez zmniejszenie liczby osobników w populacji, zwiększenie liczby czynników powodujących mutacje DNA) i przyspieszenia wymierania. Z drugiej strony stopniowe gromadzenie się niekorzystnych do przeżycia cech może doprowadzić do wymierania całych grup organizmów mimo braku katastrofalnych zmian w środowisku.

W celu jej sprawdzenia zespół badaczy z Kaustuv Roy z University of California w San Diego, Gene Hunt z Smithsonian Institution w Waszyngtonie i David Jablonski z University of Chicago w Illinois, przeanalizowali skamieniałości z okresu 200 mln lat od okresu jurajskiego do dziś. Badania skupili na morskich mięczakach o twardych, wapiennych muszlach. Wybrano tą grupę zwierząt bo ich szczątki (muszle) dobrze się zachowują i występuje w dużej obfitości. Ogólnie z badanego okresu wyróżniono 1678 rodzajów skorupiaków. Analiza potwierdziła występowanie korelacji pomiędzy wymarciem pewnych grup a ich bliskich krewnych. Sugeruje to zapisanie pewnych cech w genomie tych zwierząt z góry typujących je do wymarcia.

Na przykład w okresie kredowym wielkie wymieranie dotknęło także morskie małże. Doprowadziło do wymarcia ich 3 grup i znacznie zmniejszyło liczbę reprezentantów dwóch innych. Uderzenie wymierania tylko w niektóre grupy, zamiast rozłożenie się go w sposób równomierny po wszystkich sugeruje, iż pewne z nich były bardziej podatne na jego wystąpienie. Jest to także zrozumiałe logicznie, że pokrewne organizmy są podobne do siebie, a więc będą zawierały także cechy redukujący ich przeżywalność przy określonych zmianach w środowisku.

Ma to także odniesienie do obecnie postępującego wymierania wielu gatunków. Jeśli dotknie ono jakiś jeden gatunek lub ich grupę narażone będą także wszystkie pokrewne. Ewolucyjnie wielkie wymieranie nie obejmuje przypadkowych gatunków, a ich całe gałęzie najbardziej podobnych do siebie krewnych.

Jak podają badacze można to porównać do pożaru w bibliotece. Ponieważ obejmuje on poszczególne sekcje przyczynia się do zniszczenia całych regałów podczas gdy inne mogą zostać nietknięte. Jednak spalenie całego regału oznacza większe straty niż uszkodzenia pojedynczych liter w wszystkich książkach w bibliotece.

Tym samym chcąc chronić jakiś gatunek przed zagładą powinniśmy przyglądać się także jego wszystkim krewnym.

Źródło:
- Science Now Daily News, 07.08.2009r., Extinction: Is It in the Genes,
- bbc.com, 07.08.2009r., Extinction hits *whole families*,
- S.C. Tsakas, J.R. David, Population genetics and the Cretaceous extinction, Genet. Sel. Evol., 1987, 19(4), 487-496.