Naukowcy znaleźli ryby odporne na silne toksyny

Choć zmiany środowiskowe często wyprzedzają tempo ewolucji, ryby zamieszkujące okolice wschodniego USA wydają się bardzo elastyczne. Jak wykazały najnowsze badania, osobniki killifish są nawet do 8 tys. razy bardziej odporne na poziom zanieczyszczeń, jaki występuje w estuariach na wschodnim wybrzeżu.

Ryby te nie mają dużej wartości na rynku, jednak są pokarmem dla innych gatunków i ważnym wskaźnikiem środowiska.

Co sprawia, że te ryby są tak wyjątkowe i są w stanie tak dobrze przystosować się do niesprzyjającego środowiska? Okazuje się, że zwierzęta te zawdzięczają te cechy dużemu zróżnicowaniu genetycznemu, większemu niż u jakichkolwiek innych kręgowców, jakie do tej pory zbadano. Im większe zróżnicowanie genetyczne, tym szybciej może działać ewolucja. To jeden z powodów dlaczego szkodniki i chwasty tak szybko się przystosowują i rozwijają mimo stosowania pestycydów. Tak samo jest w przypadku patogenów, które bardzo szybko się rozwijają i są oporne na specjalnie stworzone przeciwko nim leki.

Jednak nie wszystkie gatunki mają tyle szczęścia.

- Niektórzy stwierdzą, że to coś pozytywnego i pomyślą: hej, gatunek może ewoluować w odpowiedzi na to, co robimy środowisku! - mówi główny autor badań Andrew Whitehead z Wydziału Toksykologii Środowiskowej Uniwersytetu Kalifornijskiego w Davis. - Niestety większość gatunków, o zachowanie których dbamy, najprawdopodobniej nie może się dostosować do tych gwałtownych zmian, ponieważ nie mają tak wysokiego poziomu różnorodności genetycznej, która pozwoliłaby im się szybko rozwijać - dodaje.

Niestety okazuje się, że nie jest to takie proste. Naukowcy zsekwencjonowali kompletne genomy prawie 400 ryb killifish z zanieczyszczonych oraz niezanieczyszczonych miejsc. Gatunki pochodziły z wód w okolicach miejscowości New Bedford w stanie Massachusetts, Zatoki Newark w New Jersey, miejscowości Bridgeport w Connecticut i rzeki Elizabeth River w stanie Virginia. Miejsca te zostały zanieczyszczone w latach 50. i 60. przez mieszaninę zanieczyszczeń przemysłowych, w tym dioksyn, metali ciężkich, węglowodorów i innych związków chemicznych.

Analiza genetyczna, której dokonał zespół badaczy, wykazała, że różnorodność genetyczna atlantyckich ryb killifish sprawia, że są wyjątkowo dobrze przygotowane, by dostosować się i przeżyć w ekstremalnym środowisku. Na poziomie genetycznym populacje tolerujące trudne warunki rozwijały się w podobny sposób. Sugeruje to, że ryby te już wcześniej miały zapisaną w genach zdolność do adaptacji, zanim jeszcze woda, w której występowały, została zanieczyszczona.

Badania te mogą być podstawą przyszłych badań, które pomogą sprawdzić które geny są odpowiedzialne za tolerancję na konkretne chemikalia. Takie opracowanie mogłoby pomóc w zrozumieniu różnic genetycznych u ludzi i zwierząt, które mogą przyczyniać się do różnic we wrażliwości na zanieczyszczenia środowiskowe.

- Jeśli poznamy rodzaje genów, które odpowiadają za wrażliwość u kręgowca podobnego do nas, być może będziemy mogli zrozumieć, jak różni ludzie z mutacjami tych ważnych genów mogą reagować na takie chemikalia - mówi Whitehead.

- To badanie pokazuje, że różne populacje atlantyckich ryb killifish wystawione na toksyczne zanieczyszczenia, rozwijają tolerancję na te zanieczyszczenia przez zmiany w jednej ścieżce molekularnej - mówi George Gilchrist z Wydziału Biologii Środowiskowej Narodowej Fundacji Nauki, który finansował badania razem z Narodowym Instytutem Nauk Zdrowia Środowiskowego. - Ta ścieżka może odgrywać podobną rolę u wielu zwierząt narażonych na działanie zanieczyszczeń, które różnie się przystosowują w odpowiedzi na różne toksyny - dodaje.

Jedni tworzą zanieczyszczenia, a inni od lat z nimi walczą. Naukowcom z Michigan State University udało się przy wykorzystaniu bakterii zamienić toksyny w 24-karatowe złoto.

Autor: zupi/aw / Źródło: science daily