Ένα ζωύφιο που ζει κάτω από μια γλάστρα στον κήπο μπορεί να κουλουριάσει το σώμα του σε μια μικρή θωρακισμένη μπάλα για να προστατευτεί. Πολύ βαθύτερα στον ωκεανό μερικοί από τους πολύ μεγαλύτερους συγγενείς του αντιμετωπίζουν ένα πιο δύσκολο πρόβλημα: πώς να επιβιώσουν όταν το επόμενο γεύμα μπορεί να αργήσει χρόνια.
Αυτά τα πλάσματα ονομάζονται ισόποδα των βαθιών θαλασσών, μια ομάδα καρκινοειδών με πεπλατυσμένα και τμηματοποιημένα σώματα τα οποία σύμφωνα με νέα μελέτη έχουν λύσει αυτό το πρόβλημα μέσω ενός σύνθετου βιολογικού μηχανισμού.
Το περιβάλλον στο οποίο ζουν είναι μια κρύα, σκοτεινή έρημος κάτω από την επιφάνεια του ωκεανού όπου η τροφή φτάνει μόνο περιστασιακά με τη μορφή μικροσκοπικών «νιφάδων» νεκρής οργανικής ύλης που κατακάθεται από τα ανώτερα στρώματα του νερού σύμφωνα με τον βιολόγο καρκινοειδών Τζιανχάι Σιάνγκ του Ινστιτούτου Ωκεανολογίας της Κινεζικής Ακαδημίας Επιστημών, έναν από τους συγγραφείς της μελέτης που δημοσιεύθηκε στην επιθεώρηση «Cell». «Είναι ένας κόσμος αιώνιου σκοταδιού και συντριπτικής πίεσης κι όμως η ζωή βρίσκει τρόπο να επιβιώσει» αναφέρει ο Σιάνγκ.
Ο μηχανισμός
Χάρη στη μοναδική βιολογία τους αυτά τα πλάσματα μπορούν να επιβιώσουν για περισσότερο από πέντε χρόνια χωρίς τροφή. Η νέα έρευνα δείχνει ότι η λύση τους είναι εν μέρει ανατομική και εν μέρει γενετική: διαθέτουν ένα τεράστιο στομάχι και εξαιρετικά χαμηλό μεταβολισμό ενώ παράλληλα αξιοποιούν ένα γονίδιο που βοηθά στον έλεγχο της παραγωγής ενέργειας στον οργανισμό.
Τα ζώα αυτά είναι πτωματοφάγοι του βυθού με 14 αρθρωτά πόδια και σκληρό εξωσκελετό. Ζουν στον Ατλαντικό, τον Ειρηνικό και τον Ινδικό Ωκεανό. Ορισμένα ξεπερνούν το μισό μέτρο σε μήκος. Όπως και τα μικρά ισόποδα της ξηράς, μπορούν να κουλουριάζονται σε μπάλα για προστασία.
Η νέα μελέτη επικεντρώθηκε σε δύο είδη: το Bathynomus doederleini, ένα γιγάντιο ισόποδο που ζει περίπου στα 300 μέτρα βάθος και το Bathynomus jamesi που είναι ένα υπεργιγάντιο ισόποδο που ζει περίπου στα 900 μέτρα. «Τα ισόποδα των βαθιών θαλασσών εφαρμόζουν μια έξυπνη στρατηγική επιβίωσης: κερδίζουν περισσότερη ενέργεια και ξοδεύουν λιγότερη» λέει ο Τζιανμπό Γιουάν επικεφαλής συγγραφέας της μελέτης και καθηγητής στο Ινστιτούτο Ωκεανολογίας.
Η αποθήκη τροφίμων
Στο είδος που ζει σε μεγαλύτερα βάθη, το στομάχι καταλαμβάνει περίπου τα δύο τρίτα της κοιλότητας του σώματος, επιτρέποντας στο ζώο να αποθηκεύει μεγάλες ποσότητες τροφής όταν αυτή εμφανιστεί.
Ο Γιουάν παρομοίασε το στομάχι με μια «αποθήκη τροφίμων» που απελευθερώνει αργά ενέργεια, ενώ το σώμα λειτουργεί σε κατάσταση «αναμονής». Με δραστικά μειωμένο μεταβολισμό, αργή πέψη και εξαιρετικά αποδοτική αξιοποίηση των θρεπτικών συστατικών, ένα μόνο γεύμα μπορεί να διαρκέσει για χρόνια.
Τα μικρόβια που υπάρχουν στο στομάχι τους ίσως συμβάλλουν επίσης στην επιβίωση. Στο βαθύτερο είδος, βακτήρια του γένους Chlamydiae — γνωστά κυρίως επειδή προκαλούν ασθένειες σε ανθρώπους και άλλα ζώα — συνδέθηκαν με την αποθήκευση λίπους προσφέροντας στο ισόποδο μια αργή πηγή ενέργειας και στα βακτήρια ένα σταθερό περιβάλλον διαβίωσης. «Είναι μια σχέση από την οποία ωφελούνται και οι δύο πλευρές» δήλωσε ο Γιουάν.
Η μεταφορά DNA
Ο έλεγχος της ενέργειας στα ισόποδα φαίνεται επίσης να εξαρτάται από το γονίδιο ND1, το οποίο πιθανότατα ανήκε αρχικά σε ένα συμβιωτικό βακτήριο που ζούσε μέσα στους οργανισμούς αυτούς πριν ενσωματωθεί στο δικό τους γονιδίωμα. Η διαδικασία αυτή ονομάζεται οριζόντια μεταφορά γονιδίων και σημαίνει ότι το DNA μεταφέρεται μεταξύ πολύ διαφορετικών οργανισμών αντί να κληρονομείται από γονείς σε απογόνους.
Ο Γιουάν εξήγησε ότι το ισόποδο ουσιαστικά «δανείστηκε» ή «υιοθέτησε» ένα βακτηριακό γονίδιο που βοηθά στον έλεγχο της παραγωγής ενέργειας.
«Αυτό είναι εντυπωσιακό, επειδή τα βακτήρια και τα ζώα είναι πολύ διαφορετικοί οργανισμοί και τέτοιες μεταφορές είναι εξαιρετικά σπάνιες», πρόσθεσε. «Το γονίδιο προσφέρει στο ισόποδο ένα επιπλέον εργαλείο για να ρυθμίζει τη χρήση ενέργειας, ιδιαίτερα όταν χρειάζεται να επιβραδύνει τις λειτουργίες του».
Επειδή τα ισόποδα των βαθιών θαλασσών είναι δύσκολο να μελετηθούν ζωντανά, οι ερευνητές εξέτασαν το ND1 σε εργαστηριακά πειράματα με ψάρια ζέβρα, νηματώδεις σκώληκες και ανθρώπινα κύτταρα. Το γονίδιο αύξανε τον μεταβολισμό σε φυσιολογικές θερμοκρασίες, αλλά σε ψυχρές συνθήκες βοηθούσε στην εξοικονόμηση ενέργειας και στην παράταση της επιβίωσης χωρίς τροφή.
Ο Γιουάν δήλωσε ότι το ND1 λειτουργεί σαν ένας μεταβολικός διακόπτης, επιταχύνοντας ή επιβραδύνοντας τη χρήση ενέργειας ανάλογα με τις περιβαλλοντικές συνθήκες.
Ο συν-συγγραφέας της μελέτης Καχού Τσου, ομότιμος καθηγητής στο Κινεζικό Πανεπιστήμιο του Χονγκ Κονγκ, ανέφερε ότι η οριζόντια μεταφορά γονιδίων μπορεί να προσφέρει στους οργανισμούς έναν ταχύτερο δρόμο για την απόκτηση νέων χαρακτηριστικών σε σχέση με τη συνηθισμένη κληρονομικότητα, βοηθώντας ορισμένα είδη να υπερισχύουν σε ακραία περιβάλλοντα.
Ο Σιάνγκ τόνισε ότι τα βαθιά νερά αποτελούν «τον μεγαλύτερο βιότοπο της Γης» και ότι οι ασυνήθιστες εξελικτικές προσαρμογές των οργανισμών τους μπορούν να προσφέρουν ιδέες για την ιατρική, τη ρομποτική και τη διατήρηση της βιοποικιλότητας. Η κατανόηση του τρόπου με τον οποίο τα ζώα επιβιώνουν σε συνθήκες ακραίας έλλειψης τροφής, πρόσθεσε, βοηθά τους ερευνητές να σκεφτούν την ανθεκτικότητα των οικοσυστημάτων σε έναν πλανήτη που αλλάζει, με διαταραχές στις τροφικές αλυσίδες και την κλιματική αλλαγή.
Naftemporiki.gr
Για να εμφανίζονται περισσότερα άρθρα της Ναυτεμπορικής στις αναζητήσεις σας εύκολα και γρήγορα, πρέπει να προσθέσετε το site στις προτιμώμενες πηγές σας. Μπορείτε να το κάνετε πηγαίνοντας εδώ.
