Μαθαίνοντας τη θερμοκρασία της εξέλιξης: ερευνητές επισημαίνουν την ενέργεια που χρειάζεται ένα είδος για να εξελιχθεί

Πηγή: Πανεπιστήμιο της Φλόριδας, Αύγουστος 2006

Η άνετη διαβίωση δεν είναι ο κύριος λόγος που κάνει τόσο πολλούς διαφορετικούς οργανισμούς να προτιμούν να ζουν στις ζεστές περιοχές του πλανήτη μας.

Ερευνητές από το Πανεπιστήμιο της Φλόριδας, το Εθνικό Κέντρο Οικολογικής Ανάλυσης και Σύνθεσης, το Πανεπιστήμιο του Χάρβαρντ και το Πανεπιστήμιο του Νέου Μεξικού, δημοσίευσαν μιαν εργασία στα Πρακτικά της Εθνικής Ακαδημίας Επιστημών στην οποία ισχυρίζονται ότι οι υψηλές θερμοκρασίες κοντά στον Ισημερινό επιταχύνουν το μεταβολισμό όσων κατοικούν εκεί, ωθώντας κατ' αυτόν τον τρόπο γενετικές μεταβολές που τελικά οδηγούν στη δημιουργία νέων ειδών.

Η έρευνα αυτή βοηθά να δοθεί μια εξήγηση στο γιατί τα περισσότερα είδη ζουν κοντά στον Ισημερινό, μια επιστημονική παρατήρηση που είχε γίνει πολύ πριν ο φυσιοφίφης Κάρολος Δαρβίνος ανοίξει πανιά προς τη Νότια Αμερική με το Beagle, πριν από 200 περίπου χρόνια.

Επίσης, η εργασία αυτή μπορεί να έχει συνέπειες όσον αφορά την αύξηση της θερμοκρασίας του πλανήτη καθώς και τις προσπάθειες που γίνονται για να διατηρηθεί η βιοποικιλιτότητα πάνω σ' αυτόν.

"Στην εργασία μας δείξαμε ότι πραγματικά υπάρχει ένας υψηλότερος ρυθμός εξελικτικών αλλαγών στη μορφή και στη δομή του πλαγκτόν στους τροπικούς, κι αυτός αυξάνει εκθετικά εξαιτίας της θερμοκρασίας", εξηγεί ο James Gillooly, βοηθός καθηγητής της Ζωολογίας, στο Γενετικό Ινστιτούτο. "Αυτό μας λέει κάτι πάνω στους θεμελιώδεις μηχανισμούς που διαμόρφωσαν τη βιοποικιλότητα του πλανήτη μας".

Η γένεση ενός είδους - όταν δηλαδή τα ζώα ή τα φυτά εξελίσσονται τελικά σ' ένα νέο είδος - συμβαίνει όταν οι ζωντανοί οργανισμοί με κοινό πρόγονο κάνουν ουσιαστική γενετική αλλαγή.

Χρησιμοποιώντας ένα μαθηματικό μοντέλο που στηρίζεται στο μέγεθος του σώματος και στην εξάρτηση του μεταβολισμού του ατόμου από τη θερμοκρασία, οι ερευνητές έκαναν συγκεκριμένες προβλέψεις για την ταχύτητα της γένεσης ενός είδους σ' όλη την κλίμακα του πλανήτη.

Εν συνεχεία, χρησιμοποιώντας απολιθώματα και γενετικά δεδομένα εξέτασαν την ταχύτητα εξέλιξης του DNA και της γένεσης ενός νέου είδους, για την τελευταία περίοδο των 30 εκατομμυρίων ετών, στο τρηματοφόρο πλαγκτόν, έναν μονοκύτταρο οργανισμό που επιπλέει στην επιφάνεια των ωκεανών. Οι ερευνητές συνέκριναν τη δημιουργία νέων ειδών αυτού του τύπου πλαγκτόν με διαφορές στη θερμοκρασία του ωκεανού, από τους τροπικούς μέχρι τον Αρκτικό ωκεανό. Και τα αποτελέσματά τους συμφώνησαν με τις αρχικές τους προβλέψεις.

"Χρειάζεται πολύ περισσότερη ενέργεια από αυτήν που παίρνουμε σε όλο τον πλανήτη καίγοντας ορυκτά καύσιμα επί ένα χρόνο, για να σχηματιστεί ένα νέο είδος πλαγκτόν", λέει ο Andrew Allen, επικεφαλής της ομάδας που πραγματοποίησε την έρευνα και καθηγητής Πανεπιστημίου της Καλιφόρνιας στη Σάντα Μπάρμπαρα. "Με όρους της διατήρησης, το αποτέλεσμα αυτό δείχνει ξεκάθαρα ότι η βιοποικιλιτότητα έχει μια τιμή και η τιμή αυτή είναι πολύ υψηλή".

Για να δώσουμε έναν αριθμό στον προηγούμενο ισχυρισμό, χρειαζόμαστε ενέργεια σχεδόν 10²³ joules για να παραχθεί ένα νέο είδος τρηματοφόρου πλαγκτόν.

"Από επιστημονική σκοπιά σήμερα μπορούμε πια να ποσοποιήσουμε τη βιοποικιλία συναρτήσει της ενέργειας κι αυτό θα βοηθήσει τις προσπάθειες να βρεθούν και να φτιαχτούν περιοχές για διαφύλαξη και συντήρηση των ειδών", λέει ο Allen.

"Παρατηρώντας τις αλλαγές στο μονοκύτταρο ζώο του οποίου η θερμοκρασία τού σώματος μεταβάλλεται σύμφωνα με αυτήν του περιβάλλοντος του - ακριβώς το αντίθετο με αυτό που συμβαίνει στα θηλαστικά, τα οποία ρυθμίζουν σταθερή τη θερμοκρασία του σώματός τους - οι επιστήμονες μπορούν τώρα με μεγαλύτερη ακρίβεια να μετρήσουν την ταχύτητα της ειδογένεσης που προκαλείται από το περιβάλλον. Και στο τέλος, είναι ο ατομικός ρυθμός του μεταβολισμού - δηλαδή πως ένας οργανισμός καίει τροφή σχετικά με το βάρος του σώματός του - που βασικά προσδιορίζει την ταχύτητα της εξέλιξης. Και οι υψηλότερες περιβαλλοντικές θερμοκρασίες βοηθούν στην αύξηση του μεταβολισμού.

"Η ποικιλομορφία είναι το σήμα κατατεθέν της ζωής. Το να κατανοήσουμε τις αρχές που κρύβονται κάτω από τη δημιουργία και τη διατήρηση της βιοποικιλίας θα μας επιτρέψει να κατανοήσουμε την ίδια τη ζωή, όπως επίσης και να τη διατηρήσουμε", αναφέρει ο Pablo Marquet καθηγητής και μέλος του Κέντρου για τις Προχωρημένες  Σπουδές στην Οικολογία στο Καθολικό Πανεπιστήμιο της Χιλής. "Οι μεταβολές στο περιβάλλον μας, όπως για παράδειγμα το φαινόμενο του θερμοκηπίου, όχι μόνον επιδρούν στον τρόπο με τον οποίο το οικοσύστημα λειτουργεί, αλλά επίσης και στο πώς η ζωή θα εξελιχθεί, και κατά συνέπεια στο πώς η βιοποικιλία θα κατανεμηθεί σε όλο τον πλανήτη".

Μία από τις νέες ιδέες στην εργασία αυτή είναι η διαπίστωση ότι η ενέργεια που απαιτείται για να δημιουργηθεί ένα νέο είδος είναι σταθερή.  

Home