Z nowych badań wynika, że karaluchy mogły przejąć od współżyjących z nimi od milionów lat bakterii dziesiątki tysięcy fragmentów DNA.
Karaluchy od dawna uchodzą za jedne z najbardziej wytrzymałych organizmów w przyrodzie. Wiadomo, że potrafią znosić promieniowanie, bardzo długo wytrzymywać bez jedzenia i odtwarzać utracone kończyny. Naukowcy sądzą, że jednym z sekretów tej niezwykłej odporności może być ich materiał genetyczny.
REKLAMA
REKLAMA
Teraz zespół badaczy z Australii przeprowadził nowe badanie, które doprowadziło do niespodziewanego odkrycia w genomie karaluchów. Z analizy wynika, że te owady mogły przejąć dziesiątki tysięcy fragmentów DNA od bakterii, z którymi współżyły przez miliony lat.
Co więcej, skala tego zjawiska jest wielokrotnie większa niż w przypadku podobnych transferów genów wykrytych dotąd u złożonych organizmów.
Opis wyników ukazał się w czasopiśmie PNAS Amerykańskiej Narodowej Akademii Nauk.
Przekazywanie DNA z bakterii do zwierząt
W centrum badania znajduje się bakteria Blattabacterium cuenoti, żyjąca w komórkach karaluchów.
Od dawna było wiadomo, że odgrywa ona ważną rolę w życiu tych owadów. Uznawano, że pomaga w recyklingu azotu, dzięki czemu karaluchy mogą efektywniej wykorzystywać pożywienie.
Nowa praca sugeruje jednak, że bakteria nie jest jedynie pożytecznym towarzyszem podróży. Być może przekazała też część swojego materiału genetycznego gospodarzowi.
To zjawisko biolodzy nazywają „poziomym transferem genów”.
Zwykle geny przechodzą z rodziców na potomstwo. W poziomym transferze genów DNA przenosi się natomiast bezpośrednio między różnymi gatunkami.
Taki proces bardzo często obserwuje się u bakterii, ale u złożonych organizmów, takich jak zwierzęta i rośliny, uważa się go za znacznie rzadszy.
Przeanalizowano genomy 18 gatunków
W badaniu zespół przeanalizował kompletne genomy 18 gatunków karaluchów i termitów.
Choć termity i karaluchy są blisko spokrewnione, to po rozdzieleniu ich linii ewolucyjnych większość termitów utraciła wspomnianą bakterię.
Jedną z ważnych nowości tej pracy było to, że naukowcy badali nie tylko geny, lecz także krótkie fragmenty DNA, które nie kodują białek.
We wcześniejszych badaniach skupiano się przeważnie na genach o określonych funkcjach, przez co takie małe fragmenty pozostawały niezauważone.
Ponad 40 tys. obcych fragmentów DNA
Wyniki zaskoczyły badaczy.
W genomach karaluchów i ich krewniaków naukowcy znaleźli łącznie 40 485 fragmentów DNA pochodzenia bakteryjnego.
Ich liczba różniła się w zależności od gatunku: u jednych wykryto zaledwie kilkadziesiąt takich sekwencji, u innych – tysiące.
To setki razy więcej niż najwyższa liczba poziomych transferów genów odnotowana do tej pory u złożonych organizmów.
Badacze podkreślają, że wcześniej u jednego eukarionta stwierdzano najwyżej nieco poniżej 300 takich transferów.
Część fragmentów DNA przetrwała miliony lat
Jednym z najbardziej intrygujących wniosków jest bardzo sędziwy wiek części obcych fragmentów DNA.
Z wyliczeń wynika, że niektóre z tych dodatków genetycznych są obecne w linii karaluchów od co najmniej 28,7 mln lat.
To z kolei sugeruje, że włączenie ich do genomu nie było całkowitym przypadkiem.
Dobór naturalny na ogół eliminuje z czasem szkodliwe zmiany genetyczne.
Jeśli jednak fragmenty DNA przetrwały miliony lat, może to oznaczać, że zyskały jakąś funkcję.
Do czego służą te fragmenty DNA?
Na razie nikt nie zna odpowiedzi.
Badacze podkreślają, że wciąż nie wiadomo, czy fragmenty DNA pochodzące od bakterii dają karaluchom jakąkolwiek przewagę.
Być może rzeczywiście są pożyteczne, mogą też pozostawać całkowicie obojętne, albo – mimo lekkiej szkodliwości – nie zostały jeszcze usunięte przez dobór naturalny.