Niepozorny gatunek rozgwiazdy występujący na całym świecie ma w swoich komórkach ukrytą szokującą ilość DNA.

Rozmyślająca, krucha gwiazda (Amfifolia łuskowata), który ma maleńkie ciało w kształcie dysku i długie, wrzecionowate ramiona, ma genom kilkakrotnie większy od genomu obserwowanego u innych gatunków wężowideł – wynika z nowego artykułu opublikowanego w internetowym czasopiśmie Royal Society Open Science.

Dzieje się tak, ponieważ w danym gatunku zachodzi proces zwany poliploidyzacją, który polega na wielokrotnej duplikacji pojedynczego chromosomu.

„Ma niesamowitą różnorodność genetyczną” – powiedział współautor badania Tim O’Hara, starszy kustosz morski w Museums Victoria w Australii Newsweek.

„Zamiast ewoluować w oddzielne gatunki z czasem, linie łatwo krzyżują się ze sobą, budując w ten sposób ogromną różnorodność genetyczną. Ale to nie wszystko, czasami dodają swoje genomy razem, więc kończą z czterema lub więcej kopiami każdego genu” – powiedział O’Hara.

Jak podano w komunikacie prasowym, genom tego gatunku jest tak różnorodny, że „trudno nazwać go gatunkiem”.

Poliploidyzacja to naturalne zjawisko genetyczne, w wyniku którego organizm kończy z więcej niż dwoma zestawami chromosomów. Większość zwierząt, w tym ludzie, ma dwa zestawy chromosomów — po jednym od każdego rodzica. Poliploidyzacja oznacza posiadanie trzech, czterech lub nawet więcej zestawów.

Może się to zdarzyć naturalnie i może prowadzić do zmian wielkości, wzrostu i innych cech u roślin i zwierząt. Jest to bardziej powszechne u roślin i czasami może sprawić, że będą większe lub bardziej odporne. Pszenica, ziemniaki i truskawki, wśród wielu innych, są poliploidalne.

Istnieją dwie formy poliploidii: autopoliploidia i allopoliploidia. Autopoliploidia występuje, gdy organizm ma wiele zestawów chromosomów pochodzących od jednego gatunku (swojego własnego). Allopoliploidia występuje, gdy organizm ma zestawy chromosomów pochodzące od różnych gatunków, często w wyniku hybrydyzacji między dwoma gatunkami, po której następuje podwojenie chromosomów.

„Zjawisko to jest rzadkie u zwierząt i bardzo często wiąże się z kompleksami bezpłciowymi, które często mają znacznie większe populacje i szersze zasięgi geograficzne niż ich diploidalne odpowiedniki płciowe” – napisali autorzy w artykule.

Może to nastąpić w wyniku hybrydyzacji dwóch gatunków, które nie są bezpłodne, jak się zwykle oczekuje, ale mają dwa razy więcej chromosomów. Te hybrydy mogą następnie krzyżować się wstecznie ze swoimi oryginalnymi gatunkami, tworząc młode o zwiększonej liczbie chromosomów. Zaobserwowano to u jaszczurek biczogonowych i Ambystoma salamandry.

Naukowcy sugerują, że pomimo rzadkości występowania w świecie zwierząt, ten wężowidłowiec mógł stać się poliploidalny raczej w wyniku allopoliploidii niż autopoliploidii.

„Chociaż nasze dane mają ograniczoną moc i nigdy nie miały służyć do jednoznacznego określenia hybrydowej poliploidii subgenomu, we właściwym kontekście wyraźnie wskazują, że A. squamata obejmuje hybrydowy kompleks poliploidalny” – napisali.

Autorzy sugerują, że zdarzenia hybrydyzacyjne mogą być również odpowiedzialne za taki wybuch liczby chromosomów. Nadal jednak nie są pewni, jakie dokładnie są mechanizmy tego zjawiska.

„Obecnie nie jesteśmy pewni, czy osoby A. łuskowaty „samozapłodnione, partenogenetyczne lub wykorzystujące jakąś strategię, w której pośredniczą plemniki” – napisali badacze.

Naukowcy twierdzą również, że sukces wężowidła, które rozmnaża się na całym świecie, może wynikać z jego ogromnego genomu.

„Amfifolia łuskowata jest doskonałym kolonizatorem i osiągnął szerokie rozprzestrzenienie, mimo że nie miał fazy rozproszonej w swoim cyklu życiowym, prawdopodobnie wspomagane przez zapewnienie reprodukcji. Jego poliploidy występują w szerokim zasięgu geograficznym, ale nie jest jasne, gdzie można znaleźć potencjalne linie diploidalne”, napisali autorzy.

Dalsza część: „Kilka innych aspektów A. łuskowaty biologia, taka jak zróżnicowana liczebność wynikająca ze zmienności środowiskowej, zmienność kolorów oraz drapieżnictwo i obciążenie pasożytami, mogłyby zostać użytecznie ocenione ponownie w świetle naszej hipotezy, biorąc pod uwagę rozległą teorię i wiedzę w innych systemach”.

Odniesienie

Hugall AF, Byrne M, O’Hara TD. Zmienność genetyczna u lęgowego wężowidła: globalny hybrydowy kompleks poliploidalny? R. Soc. Open Sci. Opublikowano online jako pierwszy 6 sierpnia 2024 r. https://doi.org/10.1098/rsos.240428

Masz wskazówkę dotyczącą historii naukowej, która… Newsweek powinno obejmować? Masz pytanie o poliploidy? Daj nam znać przez science@newsweek.com.