Pozornie zwyczajny ślimak słodkowodny z Nowej Zelandii zaskakuje naukowców dodatkowymi chromosomami, dając rzadki wgląd w ewolucję gatunków. Naukowcy z Uniwersytetu Iowa odkryli, że ślimak ten niedawno zduplikował cały swój kod genetyczny – zjawisko zwane poliploidią – rzucając światło na to, jak mogą zachodzić główne skoki ewolucyjne u zwierząt.
To niezwykłe odkrycie opublikowano w czasopiśmie Genome Biology and Evolution. Co czyni tego ślimaka tak wyjątkowym? W przeciwieństwie do większości zwierząt, w tym ludzi, które mają dwa pełne zestawy chromosomów (diploidalne), gatunek ten ma wiele kopii swojego materiału genetycznego.
Zespół wybrał do badań tego konkretnego ślimaka, ponieważ może on rozmnażać się zarówno płciowo, jak i bezpłciowo. Ta podwójna strategia reprodukcyjna jest często kojarzona z poliploidią, ponieważ rozmnażanie bezpłciowe ułatwia matkom przekazywanie dodatkowych chromosomów podczas klonowania potomstwa. Biologów przez długi czas zastanawiało pytanie, czy te dodatkowe chromosomy z biegiem czasu pomagają gatunkom, czy też szkodzą.
Aby rozwiązać tę zagadkę, naukowcy skrupulatnie zmontowali genom ślimaka, analizując około 20 000 genów od 30 osobników z jednej linii. Wyobraź sobie, że układasz skomplikowaną łamigłówkę, której wszystkie części są niemal identyczne – przed takim zadaniem stanęli! Ich rekonstrukcja ujawniła, że ten gatunek ślimaka przeszedł duplikację całego genomu około 1–2 milionów lat temu.
„Zazwyczaj posiadanie więcej niż dwóch kopii genomu uważa się za nieprawidłowość” – wyjaśnia Cale McElroy, współautor badania. Obecnie jest stażystą podoktorskim na Illinois State University, a tytuł doktora uzyskał na Uniwersytecie Iowa w 2019 r. „Ale wygląda na to, że kiedy ta zasada jest łamana, organizmy często z czasem próbują to skorygować”. Dokładny powód, dla którego posiadanie dwóch kopii genomu wydaje się dominującą normą, jest nadal niejasny.
Co ciekawe, ślimak ten nie powrócił jeszcze w pełni do stanu diploidalnego. Nadal znajduje się w stanie przejściowym, niektóre geny zachowują wiele kopii, podczas gdy inne powróciły do dwóch. Ten związek pośredni występuje niezwykle rzadko u zwierząt i zapewnia naukowcom unikalny wgląd w ewolucyjny punkt zwrotny.
Odkrycie to rodzi nowe pytania dotyczące czynników wyzwalających duplikację całego genomu i jej roli w tworzeniu nowych cech. „Tego rodzaju wydarzenia mogą wyznaczać kamienie milowe w ewolucji, zapewniając surowiec dla najnowocześniejszych innowacji” – sugeruje Maureen Neyman, starsza autorka badania i profesor na Wydziale Biologii Uniwersytetu Iowa.
Niezwykły układ genetyczny ślimaka ukazuje ciągły proces ewolucji rozgrywający się na naszych oczach, podkreślając złożoność i dynamikę życia na Ziemi.
