Παρά την κλιματική αλλαγή, κάποια είδη θα επιβιώσουν με έναν αναπάντεχο τρόπο

O Παναγιώτης Παφίλης, Καθηγητής Ζωικής Ποικιλότητας του Τμήματος Βιολογίας του ΕΚΠΑ, συνοψίζει το άρθρο του Daniel Rubinoff, Καθηγητή Εντομολογίας στο Πανεπιστήμιο της Χαβάης στο έγκριτο περιοδικό Scientific American που δημοσιεύτηκε τον Αύγουστο του 2022 (https://www.scientificamerican.com/article/here-rsquo-s-how-some-species-will-survive-climate-change/)

Η υβριδοποίηση στην φύση δεν είναι τόσο σπάνια όσο νομίζαμε παλαιότερα. Πρόκειται για μια τακτική που μπορούν να εφαρμόσουν κάποια είδη ζώων ώστε να αντιμετωπίσουν την υπερθέρμανση του πλανήτη.

Ο κλασικός ορισμός του βιολογικού είδους προβλέπει ότι τα άτομα που το αποτελούν θα πρέπει να μπορούν να ζευγαρώνουν μεταξύ τους και να παράγουν γόνιμους απογόνους. Οι πληθυσμοί ατόμων που δεν μπορούν να αναπαραχθούν και να δώσουν γόνιμη θυγατρική γενεά θεωρείται ότι ανήκουν σε διαφορετικά είδη. Μερικές φορές είναι δύσκολο να καταλάβουμε πως μέσα στο ίδιο είδος πολύ αποκλίνουσες μορφές μπορούν να ζευγαρώσουν και να δώσουν απογόνους, όπως για παράδειγμα ανάμεσα σε ράτσες σκυλιών (Canis familiaris) που διαφέρουν πολύ μεταξύ τους σε διαστάσεις όπως οι δανέζικοι μολοσσοί και τα τσιάουα. Παρ’ ότι ο κλασικός αυτός ορισμός χρησιμοποιείται περιορισμένα πλέον στην εξελικτική βιολογία, μας παρέχει έναν εύκολο τρόπο για να κατανοήσουμε την βιολογική ποικιλότητα γύρω μας. Μόνο που είναι λάθος.

Παλαιότερες τεχνικές γενετικής αλληλούχισης παρείχαν τη δυνατότητα, μέχρι πρόσφατα, για την εξέταση μόνο ενός μικρού ποσοστού του DNA ενός οργανισμού, παρέχοντάς έναν εύλογο αντιπρόσωπο για την κληρονομιά του οργανισμού στο σύνολό του – εάν το πλάσμα προερχόταν από ένα συμβάν διασταύρωσης, για παράδειγμα. Επί μακρόν, χρησιμοποιούσαμε αυτά τα τμήματα του DNA για να συμπεράνουμε πώς συνδέονταν δύο οργανισμοί. Αλλά τώρα, με την ικανότητα να αναλύουμε την αλληλουχία ολόκληρων γονιδιωμάτων γρήγορα και με ακρίβεια, μπορούμε να εξετάσουμε τα περισσότερα από τα εκατομμύρια κομμάτια DNA που περιέχονται σε κάθε ζωντανό ον. Και έτσι ανακαλύψαμε ότι τα «είδη» δεν είναι τόσο ξεκάθαρα.

Τα υβρίδια, οι οργανισμοί δηλαδή που περιέχουν DNA από περισσότερα του ενός είδους, θεωρούνταν ως «αναπαραγωγικά αδιέξοδα» γονέων από διαφορετικά είδη που απέκλιναν από τη δαρβινική κοινή λογική. Αντίθετα, νέα γονιδιωματικά δεδομένα παρέχουν σημαντικές ενδείξεις ότι είδη, ακόμη και αυτά που δεν είναι στενά συγγενικά, ανταλλάσσουν γονίδια σε μια πράξη «εξελικτικής περιφρόνησης» η οποία φαίνεται να μην είναι τόσο σπάνια τελικά.

Και καθώς ολοένα περισσότερες ξηρασίες, πλημμύρες και καύσωνες αντικαθιστούν τη σχετική οικολογική σταθερότητα από την οποία εξαρτώνται πολλά είδη, αυτά τα υβριδικά είδη μπορεί να είναι καλύτερα εξοπλισμένα για να αντιμετωπίσουν την κλιματική αλλαγή σε σχέση με τα είδη από τα οποία προέρχονται.

Τυπικά, κάθε είδος πρέπει να εξελίξει τα δικά του ευεργετικά γονίδια, μια επίπονη διαδικασία μικρών μεταλλάξεων. Αυτή η διαδικασία διαρκεί πολλές γενιές. Αλλά όταν διαφορετικά είδη υβριδοποιούνται, τα ευεργετικά γονίδια που έχουν εξελιχθεί σε ένα είδος μπορούν, μέσω της αναπαραγωγής που οδηγεί σε υβριδοποίηση, να μεταναστεύσουν σε άλλο είδος εν «εξελικτική ριπή» οφθαλμού. Αυτό το ανακάτεμα του DNA, όταν είναι ωφέλιμο, θα μπορούσε να αποφέρει σημαντικά οφέλη, όπως ανθεκτικότητα απέναντι σε ασθένειες ή προσαρμογές σε νέα περιβάλλοντα.

Η υβριδοποίηση προσφέρει ουσισατικά στα είδη έναν τρόπο να ανταλλάζουν γρήγορα τα καλύτερα γονίδιά τους σαν να ήταν σαν κάρτες συναλλαγών. Αντί να είναι επιζήμιοι, οι σύνδεσμοι μεταξύ δύο ειδών χρησιμεύουν ως μηχανισμός για γρήγορες γενετικές αναβαθμίσεις και μπορεί να δημιουργήσουν ευεργετικά γεγονότα για πολλά είδη ζώων και φυτών. Έτσι, ενώ πολλά ή ακόμα και τα περισσότερα μεμονωμένα διαειδικά υβρίδια μπορεί να μην είναι πάντα γόνιμα, η γονιδιωματική δείχνει πέρα από αμφιβολία ότι τα υβρίδια είναι πολύ συχνά ικανά να βρουν έναν σύντροφο και να αναπαραχθούν, αναμειγνύοντας τελικά τον νέο συνδυασμό γονιδίων τους με μία από τις μητρικές γενεαλογίες.

Τι σχέση έχει αυτό με την επιβίωση σε συνθήκες κλιματικής αλλαγής;

Η υβριδοποίηση έχει βαθιές επιπτώσεις στην κλιματική αλλαγή – ο σύγχρονος άνθρωπος (Homo sapiens) αποτελεί ένα εξαιρετικό παράδειγμα. Οι επιστήμονες πίστευαν από καιρό ότι όταν οι σύγχρονοι άνθρωποι και οι Νεάντερταλ (Homo neanderthalensis) βρίσκονταν στον πλανήτη ταυτόχρονα, η διασταύρωση μεταξύ των δύο ειδών «δέσμευσε» για το είδος μας σημαντικά γονίδια επιβίωσης που οι Νεάντερταλ είχαν αποκτήσει ζώντας στην Ευρασία επί χιλιετίες. Αυτά τα γονίδια θα μπορούσαν να περιλαμβάνουν προσαρμογές για βελτιωμένη ανοσολογική απόκριση και καλύτερη απορρόφηση της υπεριώδους ακτινοβολίας – πολύ σημαντικό στοιχείο καθώς μεταναστεύαμε από την ηλιόλουστη Αφρική, συναντήσαμε νέα παθογόνα και έπρεπε να προσαρμοστούμε σε σκοτεινά και ψυχρά ευρασιατικά κλίματα. Χάρη στη γονιδιωματική τεχνολογία, γνωρίζουμε ότι ποσοστά 2%-4% του DNA των περισσότερων σύγχρονων ανθρώπων εντοπίζεται να προέρχεται απευθείας από τους Νεάντερταλ και το γονιδίωμα των περισσότερων από εμάς είναι εξοπλισμένο με ένα «πακέτο» γονιδίων που προσφέρουν σαφή οφέλη και δεν ανήκουν, με τη στενή έννοια, στο Homo sapiens.

Αντί να ανέχεται απλώς μια τέτοια υβριδική ευελιξία, η εξέλιξη θα μπορούσε να την καθοδηγήσει. Εκείνα τα είδη που είναι σε θέση να καρπωθούν τα οφέλη της υβριδοποίησης και να προχωρήσουν στον αγώνα προσαρμογής έχουν καλύτερες πιθανότητες μακροπρόθεσμης επιβίωσης και μπορεί να αντιμετωπίσουν καλύτερα τα νέα περιβάλλοντα και την εντεινόμενη κλιματική αστάθεια που αντιμετωπίζουν στις ημέρες μας.

Η πρόσφατη είδηση στις ΗΠΑ ενός νομοσχεδίου για το κλίμα που θα μειώσει σημαντικά τις εκπομπές άνθρακα τις επόμενες δεκαετίες είναι ένα μικρό βήμα προς τη σωστή κατεύθυνση, αν και δεν παρείχε εγκαίρως αποτελεσματική προστασία σε πολλά είδη που απειλούνται από την κλιματική αλλαγή. Πράγματι, το περασμένο φθινόπωρο η Υπηρεσία Ιχθύων και Άγριας Ζωής των ΗΠΑ ανακοίνωσε την εξαφάνιση άλλων 23 ειδών φυτών και ζώων. Τέτοιοι κατάλογοι θα μεγαλώνουν καθώς το κλίμα γίνεται πιο ασταθές. Η κλιματική αλλαγή έχει μετατραπεί από μια αφηρημένη πρόβλεψη σε μια σκληρή, εντεινόμενη, παγκόσμια καταστροφή της οποίας οι επιπτώσεις στη βιοποικιλότητα είναι τρομερές.

Ωστόσο, υπάρχει ένα μικρό κομμάτι ελπίδας για την ανθεκτικότητα της φύσης.

Αυτά τα είδη που υβριδοποιούνται μπορεί να είναι εκείνα που είναι πιο πιθανό να ξεπεράσουν τις δυσμένεις συνθήκες που οφείλονται σε εμάς, αν αφήσουμε αρκετές παρθένες σήμερα περιοχές ανέπαφες ώστε τα είδη να επιβιώσουν και να αλληλεπιδράσουν μεταξύ τους. Η αλόγιστη καταστροφή των οικοσυστημάτων μπορεί να έχει ήδη σφραγίσει τη μοίρα πολλών ειδών και η υβριδοποίηση δεν είναι μαγική. Τα ευεργετικά γονίδια πρέπει να έχουν ήδη εμφανιστεί και να μεταφέρονται με επιτυχία ανάμεσα στα είδη. Η ύπαρξη και η μεταβίβαση αυτών των  γονιδίων είναι ένας δρόμος για την επιβίωση, όχι μια εγγύηση. Δυστυχώς, τα περισσότερα είδη δεν θα έχουν το χρόνο ή την ευκαιρία να επωφεληθούν από την υβριδοποίηση, δεδομένου του ρυθμού της κλιματικής αλλαγής. Όμως δεν πρόκειται για μια χαμένη υπόθεση. Οτιδήποτε μπορούμε να κάνουμε για να επιβραδύνουμε την κλιματική αλλαγή και να διατηρήσουμε τις φυσικές περιοχές θα δώσει στη βιοποικιλότητα την ευκαιρία να προσαρμοστεί. Οι ενέργειές μας θα συνεχίσουν να προκαλούν εξαφανίσεις σε όλο το δέντρο της ζωής, αλλά ελπίζουμε ότι αυτή η παλιά, μη αναγνωρισμένη από τους επιστήμονες στο παρελθόν, τάση της ανταλλαγής γονιδίων όπως αντιπροσωπεύεται από τον  θα προσφέρει έναν αναπάντεχο τρόπο σε ορισμένα είδη να αποφύγουν την εξαφάνιση.