Ένας στρατός μεταλλαγμένων κλωνοποιημένων καραβίδων καταλαμβάνει την Ευρώπη

Ένα είδος καραβίδας είναι σε θέση να κλωνοποιηθεί, παράγοντας βιολογικά γόνιμους απογόνους μόνο από τα αυγά της μητέρας καραβίδας. Η καραβίδα έχει εξαπλωθεί από το αρχικό της περιβάλλον και καταλαμβάνει μεγάλα τμήματα του πλανήτη χάρη στην επιθετική φύση και την ικανότητά της να αναπαράγει γρήγορα τον εαυτό της.

Το 1995 ο ιδιοκτήτης ενός γερμανικού ενυδρείου ανακάλυψε ότι όλες οι καραβίδες στη δεξαμενή του ήταν βιολογικά ίδιες. Χρησιμοποίησαν μια διαδικασία γνωστή ως παρθενογένεση για να γεννήσουν αυγά που εκκολάπτονται χωρίς να χρειάζεται να γονιμοποιηθούν. Το πλάσμα ονομάστηκε η μαρμάρινη καραβίδα από τους επιστήμονες.

Ένας επεμβατικός, αυτοαναπαραγόμενος κλώνος

Λόγω της ικανότητας του είδους να αυτοαναπαράγεται και της επιθετικής φύσης του, το είδος έχει γίνει ένα προβληματικό χωροκατακτητικό είδος που έχει εξαπλωθεί σε μεγάλο μέρος του πλανήτη. Εκτός από τη Γερμανία, μπορεί πλέον να βρεθεί στην Ιταλία, τη Σλοβακία, την Ιαπωνία, τη Μαδαγασκάρη και τη Σουηδία.

Πρόσφατα, οι επιστήμονες ανέλυσαν την αλληλουχία του DNA της καραβίδας, χρησιμοποιώντας έντεκα διαφορετικά δείγματα. Ένα δείγμα ελήφθη από το αρχικό γερμανικό petshop και τουλάχιστον ένα αλιεύτηκε άγριο στη Μαδαγασκάρη. Οι γενετικές δοκιμές αποδεικνύουν ότι οι καραβίδες είναι κλώνοι η μία της άλλης, με εκπληκτικά μικρή γενετική ποικιλομορφία. Ο Frank Lyko, ένας ερευνητής επιγενετικής που ηγήθηκε της μελέτης, λέει ότι οι καραβίδες έχουν τρία διαφορετικά σύνολα χρωμοσωμάτων. Αυτό τα κάνει τριπλοειδή ζώα. Τα περισσότερα ζώα είναι διπλοειδή, κληρονομώντας ένα σύνολο χρωμοσωμάτων από τη μητέρα τους και ένα από τον πατέρα τους. Είναι πιθανό, αν και όχι οριστικό, ότι τα τρία σετ χρωμοσωμάτων μπορεί να διαδραματίσουν ρόλο στην ικανότητα της Καραβίδας να αυτοαναπαραχθεί.

Λέει ο Lyko:

Λέγεται ότι η καραβίδα διέφυγε στο περιβάλλον όταν οι ιδιοκτήτες της καραβίδας οδηγούσαν σε κοντινές λίμνες και πετούσαν τις καραβίδες μέσα.

«Τρώνε οτιδήποτε—σάπια φύλλα, σαλιγκάρια ή γόνους ψαριών, μικρά ψάρια, μικρά έντομα», λέει ο Frank Lyko για τη μαρμάρινη καραβίδα, η οποία έχει εισβάλει σε πολλά διαφορετικά οικοσυστήματα.

Ένας εξελικτικός βιολόγος στο Πανεπιστήμιο Humboldt στο Βερολίνο, ο Gerhard Scholtz, παρακολούθησε την εξάπλωση της μαρμαρωμένης καραβίδας σε όλο τον κόσμο. Η άφιξη της καραβίδας στη Μαδαγασκάρη απειλεί την επιτυχία πολλών διαφορετικών ειδών καραβίδας που είναι εγγενή στο νησί. Λόγω του πόσο απειλητικό είναι το είδος για τα αυτόχθονα είδη, η ΕΕ έχει θέσει πλήρη απαγόρευση για τις καραβίδες. Δεν μπορεί να διατηρηθεί ή να διανεμηθεί με κανέναν τρόπο.

Η μαρμάρινη καραβίδα ενδιαφέρει τους επιστήμονες για πολλούς διαφορετικούς λόγους. Ένας από τους κύριους λόγους για τους οποίους οι επιστήμονες ερευνούν τις καραβίδες είναι ότι μπορεί να είναι το κλειδί για τη θεραπεία του καρκίνου. Ο Lyko λέει ότι η μαρμάρινη καραβίδα είναι σημαντικό να μελετηθεί επειδή η ασεξουαλική, αυτοαναπαραγόμενη φύση της είναι παράλληλη για το πώς τα καρκινικά κύτταρα εξαπλώνονται σε όλο το σώμα. Ο Lyko ήθελε να εξετάσει το γονιδίωμα της μαρμαρωμένης καραβίδας για να κατανοήσει καλύτερα τους επιγενετικούς μηχανισμούς που της επιτρέπουν να κλωνοποιηθεί. Ήλπιζε ότι θα παρείχε πληροφορίες για το πώς εξαπλώνεται ο καρκίνος και οι όγκοι αναπτύσσονται.

Αλληλουχία του γονιδιώματος

Η αλληλούχιση του γονιδιώματος της Καραβίδας σηματοδοτεί την πρώτη αλληλουχία γονιδιώματος δεκάποδου. Τα δεκάποδα περιλαμβάνουν καρκινοειδή με 10 πόδια όπως καραβίδες, καβούρια, αστακούς και γαρίδες. Ο προσδιορισμός της αλληλουχίας του γονιδιώματος ενός δεκάποδου χρειάστηκε χρόνια, καθώς οι ερευνητές έπρεπε να συρράψουν θραύσματα DNA σε έναν ολόκληρο χάρτη του γονιδιώματος. Η αλληλουχία του γονιδιώματος της καραβίδας σημαίνει ότι η συγκριτική γονιδιωματική και η ταυτοποίηση των δεκάποδων θα είναι σύντομα δυνατή. Το γονιδίωμα της Καραβίδας μπορεί επίσης να ωφελήσει τους οικολόγους, οι οποίοι μπορούν να χρησιμοποιήσουν τις πληροφορίες που αποκαλύφθηκαν για να παρακολουθήσουν τον τρόπο εξάπλωσης του χωροκατακτητικού είδους.

Η έρευνα αποκάλυψε ότι αν και δύο από τα σετ χρωμοσωμάτων της Καραβίδας είναι πανομοιότυπα, το τρίτο σύνολο χρωμοσωμάτων δεν είναι. Η ερευνητική ομάδα του Lyko πιστεύει ότι το τρίτο σύνολο χρωμοσωμάτων πιθανότατα προήλθε από το ζευγάρωμα δύο διαφορετικών καραβίδων, οι οποίες προκάλεσαν τη μαρμάρινη καραβίδα. Μια από τις καραβίδες που ζευγαρώθηκε με μια άλλη καραβίδα, πιθανότατα είχε ένα μη φυσιολογικό ωάριο ή σπερματοζωάριο που είχε δύο αντίγραφα των χρωμοσωμάτων του αντί για το συνηθισμένο σετ.

Σε αντίθεση με τη συνήθη κατάσταση όπου οι κλώνοι βρίσκονται σε μειονεκτική θέση, λόγω έλλειψης γενετικής ποικιλότητας, η μαρμάρινη καραβίδα είναι ένα εκπληκτικά ανθεκτικό είδος που είναι ικανό να ευδοκιμήσει σε μια σειρά διαφορετικών οικοτόπων γλυκού νερού. Τα ενδιαιτήματα έχουν διαφορετικά επίπεδα αλατότητας, οξύτητα και θερμοκρασίες, ωστόσο, παρά αυτές τις διαφορές, η καραβίδα ευδοκιμεί σε όλα. Τα τρία σετ χρωμοσωμάτων της καραβίδας μπορεί να παίζουν ρόλο στην ικανότητά της να προσαρμόζεται σε διαφορετικές συνθήκες. Μερικοί νηματώδεις αναπαράγονται επίσης ασεξουαλικά και έχουν τρία σετ χρωμοσωμάτων. Ένα μεγαλύτερο επίπεδο προσαρμοστικότητας σημαίνει ότι τα είδη με τρία σετ χρωμοσωμάτων έχουν μεγαλύτερη επιτυχία σε εισβολές.

Σεξουαλική εναντίον Αφυλική Αναπαραγωγή

Η μελέτη της μαρμάρινης καραβίδας θα μπορούσε ακόμη και να βοηθήσει τους επιστήμονες να προσδιορίσουν γιατί τόσα πολλά διαφορετικά ζώα κάνουν σεξ. Υπάρχουν σαφή οφέλη από την ασεξουαλική αναπαραγωγή βραχυπρόθεσμα, αλλά μόνο περίπου ένα στα 10.000 είδη αποτελείται από κλωνοποίηση θηλυκών. Στην πραγματικότητα, μακροπρόθεσμα τα είδη που αναπαράγονται ασεξουαλικά τείνουν να εξαφανίζονται πιο γρήγορα από τα σεξουαλικά αναπαραγόμενα είδη. Η σεξουαλική αναπαραγωγή μπορεί να οδηγήσει στη δημιουργία ειδών που είναι καλύτερα στην καταπολέμηση ασθενειών και πιο ικανά να προσαρμοστούν σε βραχυπρόθεσμες αλλαγές στο περιβάλλον.

Τα είδη που αναπαράγονται ασεξουαλικά τείνουν να είναι πιο ευάλωτα σε επιθέσεις από παθογόνα, κυρίως επειδή εάν ένα παθογόνο μπορεί να θέσει σε κίνδυνο το ανοσοποιητικό σύστημα ενός κλώνου, μπορεί να θέσει σε κίνδυνο κάθε κλώνο. Η σεξουαλική αναπαραγωγή αυξάνει το πόσο ανθεκτικό είναι ένα είδος στα παθογόνα.

Το εκπληκτικό με τη μαρμάρινη καραβίδα είναι ότι οι επιστήμονες έχουν την ευκαιρία να μελετήσουν ένα είδος με τρία σετ χρωμοσωμάτων και να παρακολουθήσουν την εξέλιξη ενός είδους που αναπαράγεται ασεξουαλικά σχεδόν από την αρχή αυτού του είδους. Η καραβίδα έχει καταφέρει να τα πάει εξαιρετικά καλά τις τελευταίες δύο δεκαετίες, αλλά καθώς αλλάζει το κλίμα, η τύχη της μπορεί να αλλάξει δραματικά.

Ο Lyko λέει ότι η μοίρα της μαρμαρωμένης καραβίδας θα μπορούσε πραγματικά να πάει είτε προς την άλλη πλευρά είτε θα μπορούσαν να εξαφανιστούν λόγω της γενετικής τους ομοιότητας ή θα μπορούσαν να επιβιώσουν για 100.000 χρόνια. Όπως σημειώνει ο Lyko, αν και τα 100.000 χρόνια φαίνονται πολύς καιρός για τους ανθρώπους, είναι μια σύντομη στιγμή για τη χρονική κλίμακα της ζωής στον πλανήτη μας.