Ένας εισβολέας στα Γκαλαπάγκος:Όταν συγχωνεύονται η ιστορία και η γενετική
Η μελέτη της γενετικής ασχολείται με ένα ευρύ φάσμα θεμάτων, από τα μόρια που είναι υπεύθυνα για την κληρονομικότητα μέχρι την προσαρμογή και την εξέλιξη των οργανισμών. Μέσα σε αυτό το φάσμα υπάρχει μια θέση όπου η γενετική μπορεί να μετατραπεί σε ιστορική επιστήμη και μπορεί να χρησιμοποιηθεί για τη δοκιμή του ιστορικού αρχείου ενός είδους, ώστε να κατανοηθεί καλύτερα η ιστορία του. Ένα ιδιαίτερα ενδιαφέρον παράδειγμα αυτού είναι η μελέτη χωροκατακτητικών ειδών, τα οποία είναι οργανισμοί που έχουν πρόσφατα καταλάβει οικοσυστήματα όπου δεν βρίσκονταν πριν (ενίοτε αποτελούν απειλή για τους ντόπιους κατοίκους του εν λόγω περιβάλλοντος). Η γενετική μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την εξερεύνηση αυτών των σεναρίων και τι καλύτερο περιβάλλον από τα εμβληματικά νησιά Γκαλαπάγκος για τη μελέτη ενός συμβάντος εισβολής και των πιθανών συνεπειών του;
Μια ερευνητική ομάδα από το Universidad San Francisco de Quito του Ισημερινού, δημοσίευσε πρόσφατα μια γενετική ανάλυση της κοινής γκουάβας (Psidium guajava ) από τρία νησιά που κατοικούνται από ανθρώπους στο αρχιπέλαγος Γκαλαπάγκος, όπου το είδος θεωρείται επεμβατικό και δυνητικά επιζήμιο για τα εύθραυστα οικοσυστήματα αυτών των μοναδικών νησιών. Η μελέτη συνδύασε τη δύναμη της μοριακής γενετικής με την τεκμηριωμένη ιστορία του πώς αυτό το αρχιπέλαγος κατοικήθηκε από ανθρώπους κατά τον 19ο αιώνα, φέρνοντας μαζί τους μια πληθώρα φυτών και ζώων που ήταν προηγουμένως άγνωστα στα ενδημικά οικοσυστήματα.
Αναλύοντας τις υπερμεταβλητές μικροδορυφορικές περιοχές (γνωστές και ως απλές επαναλήψεις ακολουθιών ή SSR) ατόμων από τα νησιά San Cristobal, Santa Cruz και Isabela, και αναλύοντας αυτά τα δεδομένα στο θεωρητικό πλαίσιο της γενετικής πληθυσμού, κατασκευάσαμε ένα μοντέλο για την διαφορετικά βήματα που έκανε η κοινή γκουάβα στο ταξίδι της από την ηπειρωτική χώρα του Ισημερινού στον αποικισμό των διαφόρων νησιών στα Γκαλαπάγκος (όπου βρίσκεται μέχρι σήμερα). Το καλύτερα υποστηριζόμενο μοντέλο ταιριάζει κατάλληλα (και κάπως ικανοποιητικά) στο ιστορικό αρχείο, υποδηλώνοντας ότι ο συνδυασμός πολλών μεθόδων στην εργαλειοθήκη της πληθυσμιακής γενετικής μπορεί να παρέχει μια εικόνα για την ιστορία πίσω από τις οικολογικές εισβολές. Τόσο τα γενετικά όσο και τα ιστορικά αρχεία υποδεικνύουν ότι αυτή η επεμβατική γκουάβα έφτασε για πρώτη φορά στο νησί San Cristobal (το πρώτο νησί που εγκαταστάθηκε από ανθρώπους), πιθανότατα φτάνοντας μαζί με τον ισχυρό γαιοκτήμονα Manuel J. Cobos. Από εδώ, πιθανότατα μεταφέρθηκε στην Ισαμπέλα, το μεγαλύτερο νησί του αρχιπελάγους, από μια ομάδα ανθρώπων αποίκων. Σε ένα τελευταίο βήμα, οι ανθρώπινες μεταναστεύσεις τόσο από το San Cristobal όσο και από την Isabela μπορεί να έχουν δει πολλές εισαγωγές της κοινής γκουάβας στο νησί Santa Cruz, αυτή τη στιγμή το πιο πυκνοκατοικημένο νησί του αρχιπελάγους.
Η ιστορία, ωστόσο, απέχει πολύ από το να ειπωθεί ολόκληρη. Η ιστορική καταγραφή υποδηλώνει ότι οι πληθυσμοί γκουάβα στα Γκαλαπάγκος προέρχονταν από τον κεντρικό ή τον νότιο Ισημερινό, αλλά η πραγματική προέλευση παραμένει άγνωστη. Οι τρέχουσες προσπάθειές μας επικεντρώνονται στην ανάλυση της γενετικής ποικιλότητας του P. guajava στον ηπειρωτικό Εκουαδόρ, προκειμένου να κατανοηθεί η εξέλιξή του στην ήπειρο και να προσδιοριστεί ο αριθμός των εισαγωγών του είδους στα Γκαλαπάγκος και οι πληθυσμοί πηγής για την εισβολή.
Οι εφαρμογές αυτής της γνώσης εκτείνονται πέρα από την ανίχνευση ιστορικών αρχείων και μπορούν ακόμη και να βοηθήσουν στις προσπάθειες διατήρησης για τους ενδημικούς κατοίκους των νησιών. Ένα τέτοιο είδος είναι το guayabillo (Psidium galapagensis ), ένα στενά συγγενικό είδος του οποίου η γενετική ποικιλότητα μπορεί να τεθεί σε κίνδυνο καθώς ανταγωνίζεται τα χωροκατακτητικά γκουάβα για μια οικολογική θέση. Το σενάριο γίνεται ακόμη πιο περίπλοκο, καθώς υπάρχει πιθανότητα και τα δύο είδη να σχηματίσουν διαειδικά υβρίδια με αποτέλεσμα τη μείωση της γενετικής ποικιλότητας του guayabillo σε μια διαδικασία γνωστή ως γενετική διάβρωση.
Η καθηγήτρια Maria de Lourdes Torres, κύρια ερευνήτρια στο Εργαστήριο Βιοτεχνολογίας Φυτών του USFQ και μέλος του Επιστημονικού Κέντρου Γκαλαπάγκος (GSC) στο San Cristobal των Γκαλαπάγκος, εργάζεται επί του παρόντος με την ερευνητική της ομάδα για να προσδιορίσει τη γενετική ποικιλότητα του ενδημικού είδους και να αρχίσει να κατανοεί εάν έχει συμβεί υβριδισμός μεταξύ των δύο ειδών. Η έρευνα αναπτύσσεται περαιτέρω σε συνεργασία με το Πανεπιστήμιο της Βόρειας Καρολίνας στο Chapel Hill, όπου η εφαρμογή γονιδιωματικών εργαλείων παράγει νέες πληροφορίες σχετικά με τη δυνατότητα υβριδισμού μεταξύ γκουάβα και γκουαγιαμπίλο και τις επιπτώσεις που μπορεί να έχει αυτό το φαινόμενο στην επιβίωση του ενδημικό guayabillo στο αρχιπέλαγος.
Αναφορές:
- Urquía D, Gutierrez B, Pozo G, Pozo MJ, Espín A, Torres MdL (2019) Psidium guajava στα νησιά Γκαλαπάγκος:Γενετική πληθυσμού και ιστορία ενός χωροκατακτητικού είδους. PLoS ONE 14(3):e0203737. https://journals.plos.org/plosone/article?id=10.1371/journal.pone.0203737
- Lundh JP. Galápagos:A Brief History; 2004 [αναφέρθηκε στις 20 Σεπτεμβρίου 2017]. Αποθετήριο:Human and Cartographic History of the Galápagos Islands [Διαδίκτυο].
- Lundh JP. Η περιοχή του αγροκτήματος και τα καλλιεργούμενα φυτά στη Σάντα Κρουζ, 1932–1965, με παρατηρήσεις σε άλλα μέρη των Γκαλαπάγκος. Έρευνα Γκαλαπάγκος. 2006;64:12–25.
- Torres MdL, Mena CF. Κατανόηση των χωροκατακτητικών ειδών στα νησιά Γκαλαπάγκος:Springer International Publishing AG; 2018.
