Σπάνια το περιβάλλον μας άλλαξε τόσο γρήγορα. Εκτός από την κλιματική αλλαγή, εκτίθεμαστε σε ατμοσφαιρικούς ρύπους, μικροπλαστικά και πρωτόγνωρα επίπεδα λίπους, αλατιού και ζάχαρης στα τρόφιμά μας.
Η περιβαλλοντική αλλαγή είναι ένα από τα πράγματα που μπορούν να προκαλέσουν μεγάλες, σοβαρές μεταλλάξεις στο DNA μας που μπορούν να οδηγήσουν γρήγορα σε ασθένειες, όπως ο καρκίνος που προκαλείται από την ακτινοβολία. Αλλά το DNA μας περιέχει επίσης πολλές μικροσκοπικές κρυφές μεταλλάξεις. Ενώ αρχικά δεν έχουν καμία επίδραση σε εμάς χάρη σε ένα κουτί με γενετικά κόλπα που χρησιμοποιεί το σώμα μας για να μας προστατεύσουν, αυτές οι «κρυπτικές» παραλλαγές μπορούν να δημιουργηθούν σε πολλές γενιές και στη συνέχεια να ζωντανέψουν από μεγάλες περιβαλλοντικές αλλαγές.
Πρόσφατη έρευνα έχει δείξει πόσο σημαντικές είναι αυτές οι κρυπτικές παραλλαγές στην εξέλιξη. Υπάρχει πιθανότητα να είναι πίσω από τον αυξανόμενο κίνδυνο προβλημάτων όπως ο διαβήτης, ο καρκίνος και οι καρδιακές παθήσεις, και θα μπορούσαν ακόμη και να προκαλέσουν νέες ασθένειες. Αλλά αυτές οι μεταλλάξεις θα μπορούσαν επίσης να είναι κρυφά δώρα από τους προγόνους μας που μας επιτρέπουν να προσαρμοζόμαστε πιο γρήγορα στα ζητήματα που αντιμετωπίζουμε, από τις ιατρικές καταστάσεις έως την κλιματική αλλαγή.
Οι αλλαγές στο DNA σε συνδυασμό με τη διαδικασία της φυσικής επιλογής είναι αυτές που επιτρέπουν στα είδη να εξελιχθούν. Ορισμένες γενετικές παραλλαγές παρέχουν ένα επιλεκτικό πλεονέκτημα και τα άτομα που τις έχουν είναι πιο πιθανό να επιβιώσουν και να μεταδώσουν τα γονίδιά τους, εξαπλώνοντάς τα σταδιακά σε όλο το είδος. Οποιεσδήποτε αλλαγές που αποτελούν μειονέκτημα μειώνουν τις πιθανότητες επιβίωσης ή αναπαραγωγής για ένα άτομο και είναι λιγότερο πιθανό να περάσουν στις επόμενες γενιές.
Αποθεματικό κατά της αλλαγής
Η κρυπτική γενετική παραλλαγή μας δίνει μια τρίτη εναλλακτική λύση. Ορισμένες αλλαγές στο DNA έχουν μικρό ή καθόλου αποτέλεσμα, δίνοντας ούτε πλεονέκτημα ούτε μειονέκτημα, αλλά συσσωρεύονται αργά σε γενιές. Αυτές οι παραλλαγές κρύβονται με διάφορους τρόπους. Για παράδειγμα, οι απλοί οργανισμοί είναι σε θέση να μειώσουν τον αντίκτυπο των αλλαγών στο περιβάλλον στις βιολογικές τους λειτουργίες χρησιμοποιώντας μια διαδικασία γνωστή ως επιμετάλλωσηΕ Αυτό σημαίνει ότι μικρές αλλαγές στο DNA τους δεν προκαλούν ορατές διαφορές.
Μερικές φορές, τα γονίδια αντιγράφονται ακόμη και σε διαφορετικά μέρη του DNA, έτσι ώστε να υπάρχει πλεονασμός στο σύστημαΕ Τυχόν αλλαγές σε ένα γονίδιο μπορούν στη συνέχεια να κρυφτούν από τα άλλα.
Σε πολύπλοκες μορφές ζωής, πολλές νέες παραλλαγές επίσης δεν γίνονται ορατές επειδή έχουμε δύο εκδοχές των περισσότερων γονιδίων μας (μία από τη μαμά και μία από τον μπαμπά), και μία από τις εκδόσεις είναι κυρίαρχη πάνω από το άλλο. Οι κρυπτικές γενετικές παραλλαγές είναι υπολειπόμενες (όχι κυρίαρχες) σε αυτή τη σχέση και έτσι υπό κανονικές συνθήκες δεν εμφανίζονται.
Υπάρχουν επίσης πολύ μικρές αλλαγές που μην προκαλέσετε καμία πραγματική αλλαγή στη βιοχημεία του οργανισμού. Perhapsσως ανταλλάσσουν ένα συστατικό σε μια πρωτεΐνη με κάτι πολύ παρόμοιο.
Όλα αυτά λειτουργούν ως ρυθμιστικό ενάντια στις φυσικές αλλαγές, επιτρέποντας μια συσσώρευση διακύμανσης στο DNA που γίνεται ορατή μόνο όταν υπάρχει σημαντική αλλαγή στο περιβάλλον. Πολλοί ερευνητές στον τομέα της εξελικτικής γενετικής πιστεύουν ότι αυτή η κρυπτική γενετική παραλλαγή μπορεί να απαντήσει στο πρόβλημα του τρόπου με τον οποίο τα είδη κατάφεραν να προσαρμοστούν γρήγορα στις νέες προκλήσεις στο παρελθόν. ο σπίνοι των νησιών Γκαλαπάγκος βοήθησε τον Δαρβίνο να αναπτύξει τη θεωρία του για την εξέλιξη και η ταχεία δημιουργία των διαφορετικών τύπων σπινθήρων που είδε είναι πολύ πιθανό να είναι ένα παράδειγμα κρυπτικής παραλλαγής στην εργασία.
Πείραμα φωτισμού: πράσινο φθορισμού Ε. coli βακτήρια. KPWangkanont/Shutterstock
Η παρατήρηση αυτής της αλλαγής στα ζώα ή στην άγρια φύση είναι αδύνατη, δεδομένης της χρονικής κλίμακας πολλών γενεών που εμπλέκονται. Αλλά ερευνητές στο Πανεπιστήμιο της Ζυρίχης πρόσφατα χρησιμοποιημένο Ε. coli βακτήρια για να αποδείξουν τη σημασία αυτής της διακύμανσης στην εξέλιξη και την προσαρμογή σε νέα περιβάλλοντα.
Στα πειράματά τους, δημιούργησαν ένα τεχνητό περιβάλλον στο οποίο τα βακτήρια που θα μπορούσαν να παράγουν πράσινο φθορισμό είχαν ένα πλεονέκτημα έναντι εκείνων που παρήγαγαν κίτρινο. Οι ερευνητές έδειξαν ότι οι βακτηριακές αποικίες που περιείχαν υψηλότερα επίπεδα κρυπτικής διακύμανσης ήταν σε θέση να αλλάξουν πιο γρήγορα στο φθορίζον πράσινο.
Αυτή ήταν μια μικροσκοπική, ασήμαντη αλλαγή για τα βακτήρια, αλλά μια πολύ σαφής απόδειξη της ιδέας ότι η κρυπτική παραλλαγή μπορεί να βοηθήσει ένα είδος να προσαρμοστεί πιο γρήγορα στις περιβαλλοντικές αλλαγές. Αυτό μπορεί να είναι πολύ σημαντικό για την κατανόηση της σημασίας της κρυπτικής διακύμανσης σε πιο κρίσιμα συστήματα που επηρεάζουν την αντίσταση και την ευαισθησία των ασθενειών.
Ερευνητές στο Πανεπιστήμιο του Würzburg έχουν δείξει ότι το επίπεδο της κρυπτικής γενετικής διακύμανσης στο Neisseria meningitidis, ένα βακτήριο που μπορεί να προκαλέσει μηνιγγίτιδα, συμβάλλει στο πόσο επιβλαβής είναι η ασθένεια που προκύπτει. Αυτό το υψηλότερο επίπεδο διακύμανσης είναι μόνο ένας παράγοντας όταν τα βακτήρια εισέρχονται στην κυκλοφορία του αίματος, αλλά δεν έχει καμία επίδραση στο φυσιολογικό περιβάλλον του ανθρώπινου λαιμού.
Η καλύτερη κατανόηση του πώς αλλάζουν αυτά τα βακτήρια όταν βρίσκονται στο αίμα μπορεί να μας βοηθήσει να καταπολεμήσουμε ασθένειες όπως η μηνιγγίτιδα. Θα έχουμε καλύτερη κατανόηση του τρόπου εμφάνισης των συμπτωμάτων και, κυρίως, θα μπορούσαμε να αντιμετωπίσουμε οποιαδήποτε αντοχή στα αντιβιοτικά κρυμμένο στο DNA των βακτηρίων.
Κρυφό δυναμικό
Το δικό μας DNA φιλοξενεί επίσης υψηλά επίπεδα κρυπτικής παραλλαγήςΕ Η πιθανότητα κρυπτικών γενετικών παραλλαγών που κρύβονται στο DNA μας ξαφνικά δεν γίνεται τόσο κρυπτική χάρη στις αλλαγές στο περιβάλλον αποτελεί σοβαρή ανησυχία.
Αν και δεν έχουμε ακόμη κατανοήσει τις ακριβείς επιδράσεις της κρυπτικής διακύμανσης, αρκετές αλλαγές στο DNA μας, που κληρονομήθηκαν σιωπηλά από τους προγόνους μας, έχουν ήδη συνδεθεί με αυξημένο κίνδυνο ασθενειών όπως άσθμα or ΚαρκίνοςΕ Για τα άτομα με αυτές τις αλλαγές, η έκθεση σε καυσαέρια αυτοκινήτου, είναι πιο πιθανό να έχει αποτέλεσμα.
Ωστόσο, μπορεί επίσης να υπάρχουν λύσεις καθώς και προβλήματα που κρύβονται στο DNA. Καθώς ο κόσμος θερμαίνεται ως αποτέλεσμα της κλιματικής αλλαγής, θα μπορούσε η κρυπτική γενετική παραλλαγή να δώσει σε εμάς και σε άλλα είδη μια πολύ απαραίτητη σωτηρία; Η αυξημένη ικανότητα να εξελίσσεται γρήγορα και να προσαρμόζεται, μπορεί να είναι το μόνο που βρίσκεται ανάμεσα σε ένα είδος που επιβιώνει από την υπερθέρμανση του πλανήτη και την εξαφάνιση.
Σχετικά με το Συγγραφέας
Michael J Porter, Λέκτορας Μοριακής Γενετικής, Πανεπιστήμιο του Κεντρικού Lancashire
Αυτό το άρθρο αναδημοσιεύθηκε από το Η Συνομιλία υπό την άδεια Creative Commons. Διαβάστε το αρχικό άρθρο.
Σχετικές Βιβλία:
The Body Keeps the Score: Brain Mind and Body in the Healing of Trauma
από τον Bessel van der Kolk
Αυτό το βιβλίο διερευνά τις συνδέσεις μεταξύ του τραύματος και της σωματικής και ψυχικής υγείας, προσφέροντας ιδέες και στρατηγικές για τη θεραπεία και την ανάρρωση.
Κάντε κλικ για περισσότερες πληροφορίες ή για παραγγελία
Breath: The New Science of a Lost Art
από τον James Nestor
Αυτό το βιβλίο διερευνά την επιστήμη και την πρακτική της αναπνοής, προσφέροντας ιδέες και τεχνικές για τη βελτίωση της σωματικής και ψυχικής υγείας.
Κάντε κλικ για περισσότερες πληροφορίες ή για παραγγελία
Το παράδοξο των φυτών: Οι κρυμμένοι κίνδυνοι σε «υγιεινές» τροφές που προκαλούν ασθένειες και αύξηση βάρους
από τον Steven R. Gundry
Αυτό το βιβλίο διερευνά τους δεσμούς μεταξύ διατροφής, υγείας και ασθένειας, προσφέροντας ιδέες και στρατηγικές για τη βελτίωση της συνολικής υγείας και ευεξίας.
Κάντε κλικ για περισσότερες πληροφορίες ή για παραγγελία
The Immunity Code: The New Paradigm for Real Health and Radical Anti-aging
από τον Joel Greene
Αυτό το βιβλίο προσφέρει μια νέα προοπτική για την υγεία και την ανοσία, βασιζόμενη στις αρχές της επιγενετικής και προσφέροντας ιδέες και στρατηγικές για τη βελτιστοποίηση της υγείας και της γήρανσης.
Κάντε κλικ για περισσότερες πληροφορίες ή για παραγγελία
Ο πλήρης οδηγός νηστείας: Θεραπεύστε το σώμα σας μέσω διαλείπουσας, εναλλασσόμενης ημέρας και παρατεταμένης νηστείας
από τον Δρ Jason Fung και τον Jimmy Moore
Αυτό το βιβλίο διερευνά την επιστήμη και την πρακτική της νηστείας προσφέροντας ιδέες και στρατηγικές για τη βελτίωση της συνολικής υγείας και ευεξίας.
