Co zrobić, gdy system immunologiczny nie ma narzędzi do wykrycia niebezpiecznego patogenu? Okazuje się, że można je pożyczyć od innego gatunku. Nowe badania naukowców z Uniwersytetu Jagiellońskiego sugerują, że takie pożyczki są regułą. Kwestionują jednocześnie nacisk tradycyjnie kładziony na utrzymywanie czystości genetycznej zagrożonych gatunków.
Myśląc o gatunkach, często wyobrażamy sobie zupełnie odrębne grupy organizmów. Powszechnie nauczana definicja gatunku mówi, że to grupa organizmów, które mogą się krzyżować wyłącznie ze sobą, wydając przy tym płodne potomstwo. Biologia nie jest jednak czarno-biała, a wspomniana definicja nie oddaje w pełni obrazu otaczającego nas świata. Badając blisko spokrewnione gatunki, staje się oczywiste, że często podlegają one hybrydyzacji, tj. krzyżują się między sobą. Nie czyni to ich jednak jednym gatunkiem, gdyż potomstwo z takich krzyżówek często funkcjonuje znacznie gorzej niż rodzice, co skutecznie zapobiega homogenizacji obu grup. Niższe dostosowanie potomstwa (np. niższa płodność) wynika z różnego rodzaju niekompatybilności, które gatunki nabyły ewoluując niezależnie w izolacji. Pomimo zaniku bariery geograficznej izolującej oba gatunki, sprawy zaszły za daleko i zlanie się ich w jeden nie jest już możliwe.
Hybrydyzacja nie pozostaje jednak bez konsekwencji. Mieszańce kojarząc się, nawet rzadko, z osobnikami gatunków rodzicielskich umożliwiają transfer genów pomiędzy gatunkami. Transfer ten – fachowo nazywany introgresją – jest zwykle bardzo ograniczony, tym trudniejszy im więcej niekompatybilności wykazują hybrydyzujące gatunki. Jednak niektóre typy genów zapewniające bezpośrednią korzyść dla jednego z gatunków, np. te związane z odpornością, mogą łatwiej pokonywać międzygatunkową barierę niż inne.
Wśród potencjalnych kandydatów często wymienia się geny Głównego Układu Zgodności Tkankowej (Major Histocompatibility Complex, MHC). Geny te kodują białka niezbędne do wykrycia patogenów i rozpoczęcia swoistej odpowiedzi immunologicznej u kręgowców. Od posiadanego repertuaru genów MHC zależy spektrum patogenów, które dany osobnik może rozpoznać i w konsekwencji zwalczyć. W populacjach zwykle obserwujemy wiele wariantów tych genów, lecz często to te nowe lub rzadkie warianty są szczególnie cenne, gdyż patogeny nie miały okazji „nauczyć się” przed nimi „chować”.
Międzynarodowy zespół naukowców pod kierownictwem prof. Wiesława Babika z Wydziału Biologii Uniwersytetu Jagiellońskiego porównał introgresję MHC i innych genów w 29 strefach mieszańcowych kręgowców – od ryb po ssaki. Wyniki opublikowane w czasopiśmie Molecular Biology and Evolution wykazały jednoznacznie powszechność przepływu genów MHC pomiędzy gatunkami oraz dostarczyły dowodów na znacznie szybsze tempo przepływu genów MHC w porównaniu do średniej ogólnogenomowej. Pokazały również, że jest to ciągły i nieustanny proces, prawdopodobnie pozwalający gatunkom na szybszą odpowiedź na pojawiające się zagrożenia.
Wyniki badań skłaniają również do redefinicji ochrony zagrożonych gatunków. Powszechny pogląd, dążący do utrzymania czystości puli genetycznej, tym samym zapobiegający hybrydyzacji, może utrudniać efektywną adaptację w obliczu nowych patogenów. Prezentowane badania wpisują się zatem w podnoszony od pewnego czasu w środowisku naukowym postulat aktywnej ochrony gatunków poprzez zwiększanie ich zmienności genetycznej, co może być kluczowe dla ich przetrwania w czasie obserwowanych zmian klimatycznych.
źródło: UJ