Κυριακή 12 Απρίλη 2009
ΡΙΖΟΣΠΑΣΤΗΣ
ΡΙΖΟΣΠΑΣΤΗΣ
ΕΠΙΣΤΗΜΗ
ΕΝΘΕΤΗ ΕΚΔΟΣΗ: "7 ΜΕΡΕΣ ΜΑΖΙ"
Στιγμιότυπα της βιολογικής εξέλιξης μέσω της φυσικής επιλογής

Τα ιζήματα έντονου χρώματος στη Μεγάλη Πρισματική Πηγή του εθνικού πάρκου Γέλλοουστοουν των ΗΠΑ, οφείλουν το χρωματισμό τους στο καροτένιο, που περιέχουν τα θερμόφιλα βακτήρια, που τα κατοικούν
Τα ιζήματα έντονου χρώματος στη Μεγάλη Πρισματική Πηγή του εθνικού πάρκου Γέλλοουστοουν των ΗΠΑ, οφείλουν το χρωματισμό τους στο καροτένιο, που περιέχουν τα θερμόφιλα βακτήρια, που τα κατοικούν
Πριν από εκατόν πενήντα χρόνια, ο Κάρολος Δαρβίνος βρήκε την ενόραση για τη θεωρία της βιολογικής εξέλιξης των ειδών μέσω της φυσικής επιλογής, επισκεπτόμενος τα - τότε - απομονωμένα νησιά Γκαλαπάγκος. Σήμερα, οι επιστήμονες συνεχίζουν να ανακαλύπτουν νέες αποδείξεις για την ορθότητα της θεωρίας του σε μια ποικιλία τοποθεσιών, από τις πιο συνηθισμένες, μέχρι τις πιο εξωτικές. Μπορούν να δουν «μπροστά στα μάτια τους», μικροοργανισμούς, ζώα και φυτά να προσαρμόζονται στο περιβάλλον τους.

Μια τέτοια περιοχή είναι οι θερμές πηγές του πάρκου Γέλλοουστοουν, που βρίθουν από θερμόφιλα βακτήρια, ικανά να επιβιώνουν σε υψηλές θερμοκρασίες. Σ' αυτήν την περίπτωση η δουλειά των βιολόγων είχε επίδραση στην επιστημονική έρευνα που διεξάγεται κάπου πολύ μακριά... Οι ρομποτικές συσκευές της NASA που εδώ και μερικά χρόνια διατρέχουν τμήμα της επιφάνειας του Αρη εντόπισαν πυριτικές αποθέσεις, παρόμοιες με αυτές του Γέλλοουστοουν. Τουλάχιστον στη Γη, τα ιζήματα αυτού του είδους συχνά περιέχουν απολιθωμένα υπολείμματα μικροοργανισμών. Μήπως το ίδιο συμβαίνει άραγε και στον Αρη, εφόσον τα ευρήματα προέρχονται πράγματι από κάποια πρώιμη περίοδο, που ο κόκκινος πλανήτης είχε νερό;

Στα βάθη των ωκεανών

Σε βάθος 8 χιλιομέτρων μέσα στη θάλασσα, σε ένα από τα βαθύτερα ωκεάνια ρήγματα, οι επιστήμονες ανακάλυψαν μια ανθούσα αποικία σαλιγκαρόψαρων, είδος κοινωνικών ψαριών, πράγμα εντελώς ασυνήθιστο, με δεδομένο ότι στα μεγάλα βάθη υπάρχουν συνήθως μορφές ζωής που ζουν κατά μόνας. Λόγω της έλλειψης ικανής ποσότητας τροφής, τα ψάρια που ζουν στα σκοτεινά, παγωμένα βάθη των ωκεανών συνήθως δεν κινούνται πολύ, για να εξοικονομήσουν ενέργεια. Κι όμως, κάμερα βαθυσκάφους κατέγραψε ένα σμήνος σαλιγκαρόψαρα να κινείται ταχύτατα γύρω από ένα κομμάτι τροφής, όπως τα χρυσόψαρα σε μια λιμνούλα. Τα ψάρια φαίνεται να προσαρμόστηκαν στις συνθήκες εξαιρετικού ψύχους και πίεσης που επικρατούν σε τέτοια βάθη. Ο αποικισμός των ωκεάνιων ρηγμάτων πρέπει να έγινε σχετικά πρόσφατα, με την εξελικτική έννοια. Τα ψάρια χρειάζονται οξυγόνο, το οποίο διαλύεται στα επιφανειακά νερά και «βυθίζεται» πολύ αργά προς τα κάτω. Ομως το νερό σε βάθος 8 χιλιομέτρων, σύμφωνα με εκτιμήσεις των επιστημόνων, οξυγονώθηκε μόλις τα τελευταία 70 εκατομμύρια χρόνια. Επιπλέον, τα σαλιγκαρόψαρα είναι από τα πιο εξελιγμένα ψάρια. Γεννούν μεγάλα αυγά και φροντίζουν τα μικρά τους μετά την εκκόλαψη.

Στα βάθη της Γης

Μπορεί να υπάρξει ζωή σε περιοχές μολυσμένες από βιομηχανικά απόβλητα, πλούσια σε υψηλής βιοτοξικότητας μέταλλα; Οι γεωσκώληκες που αντέχουν αυτά τα τοξικά μέταλλα είναι απόδειξη ότι μπορεί. Ανακαλύφθηκαν σε εγκαταλειμμένα ορυχεία στην Αγγλία και την Ουαλία και μπορούν να μεταβολίσουν τις θρεπτικές ουσίες σε χώμα που περιέχει και υψηλές συγκεντρώσεις μολύβδου, αρσενικού και χαλκού. Τα σκουλήκια προσαρμόστηκαν, μέσω της φυσικής επιλογής, στο περιβάλλον που ζουν, αναπτύσσοντας την ικανότητα να εκκρίνουν ένα ένζυμο που μετατρέπει τα μέταλλα σε μια λιγότερο τοξική μορφή τους, την οποία τελικά απορρίπτουν στο περιβάλλον. Αυτή η χημική μορφή των μετάλλων επιτρέπει στα φυτά να τα απορροφήσουν πιο εύκολα. Τα σκουλήκια που τυχαία, ως αποτέλεσμα κάποιας μετάλλαξης, ανέπτυξαν αυτήν την ικανότητα, είχαν πολύ μεγαλύτερη πιθανότητα να επιζήσουν και να τη μεταφέρουν στους απογόνους τους.

Στην Αρκτική

Το 2004, σε ένα απομακρυσμένο νησί της Αρκτικής, Αμερικανοί επιστήμονες εντόπισαν το απολίθωμα ενός ψαριού που ονομάστηκε κόκκινο Τίκτααλικ. Ηταν το πρώτο ζώο που σύρθηκε στην ξηρά πριν από 375 εκατομμύρια χρόνια. Το εύρημα εμβάθυνε την κατανόηση αυτού του σημαντικού εξελικτικού κρίκου και φώτισε τις σύνθετες αλλαγές που έγιναν, όταν οι μακρινοί μας πρόγονοι βγήκαν από τη θάλασσα. Το Τίκτααλικ είναι ένα παράξενο ζώο, συνδυασμός των άκρων, κρανίου, λαιμού και πλευρών των τετράποδων ζώων, με το πιο πρωτόγονο σαγόνι, τα πτερύγια και τα λέπια του ψαριού. Φαίνεται να είναι ο σύνδεσμος ανάμεσα στα ψάρια και τα αμφίβια. Η περιοχή, στην οποία βρέθηκε, ήταν την εποχή που ζούσε σε γεωγραφικό πλάτος κοντά στον ισημερινό, αλλά με το πέρασμα του χρόνου μετακινήθηκε στην Αρκτική εξαιτίας της κίνησης των τεκτονικών πλακών.

Στην έρημο

Στο Κουάτρο Σιενέγας στην έρημο Τσιχουαχουάν του Μεξικού, σε μια κοιλάδα που περιβάλλεται από ψηλά βουνά, υπάρχει μια όαση με 400 λιμνούλες που τροφοδοτούνται από αναβλύζοντα νερά. Αυτές οι μικρές λίμνες με το σπινθηροβόλο μπλε νερό είναι το μέρος που ζουν 70 σπάνια είδη φυτών και ζώων, που δεν υπάρχουν πουθενά αλλού στον πλανήτη. Η περιοχή είναι επίκεντρο του επιστημονικού ενδιαφέροντος και για έναν άλλο λόγο: μέσα στις λίμνες υπάρχουν στρωματόλιθοι δημιουργημένοι από κυανοπράσινες άλγες, δηλαδή εκείνες οι μορφές ζωής που υπήρχαν πριν την εμφάνιση των πολυκύτταρων οργανισμών. Το μοναδικό οικοσύστημα του Κουάτρο Σιενέγας ίσως δώσει απαντήσεις σχετικά με το τι πυροδότησε την Κάμβρια μετάβαση, μια καίρια περίοδο πριν από 540 εκατομμύρια χρόνια, όταν η μονοκύτταρη ζωή άρχισε να εξελίσσεται σε μια τεράστια ποικιλία πολυκύτταρων μορφών. Οι επιστήμονες έχουν διαπιστώσει ότι περίπου οι μισοί από τους οργανισμούς που ζουν στο Κουάτρο Σιενέγας συγγενεύουν περισσότερο με τη θαλάσσια ζωή, παρότι η όαση εδώ και δεκάδες εκατομμύρια χρόνια δεν έχει επαφή με τον ωκεανό. Σύμφωνα με μια θεωρία οι μικροοργανισμοί εγκλωβίστηκαν μέσα σε ασβεστόλιθο κατά τη φάση σχηματισμού του συγκεκριμένου γεωλογικού συστήματος και μετά από αιώνες απελευθερώθηκαν, σχηματίζοντας τα δικά τους οικοσυστήματα.

Υπερβολικά κοντά μας

Τα νοσοκομεία εκτός από μέρη όπου οι άρρωστοι γίνονται καλά, είναι και «θερμοκήπια» παραγωγής ανθεκτικών στελεχών μικροβίων, από τα οποία πολλοί ασθενείς αντί για τη γιατρειά, βρίσκουν το θάνατο. Επειδή τα παθογόνα μικρόβια πολλαπλασιάζονται ραγδαία και αναπτύσσονται σε τεράστιους πληθυσμούς, οι αλλαγές στο γενετικό τους κώδικα λόγω μεταλλάξεων από γενιά σε γενιά, μπορούν να εμφανιστούν μέσα σε λίγες μέρες. Αυτό επιτείνεται από την εξελικτική πίεση που ασκούν πάνω τους τα ισχυρά αντιβιοτικά, που σκοτώνουν όλα τα μικρόβια εκτός από τα πιο ανθεκτικά μεταλλαγμένα στελέχη. Η πίεση των αντιβιοτικών που χρησιμοποιούνται ανεξέλεγκτα, επιταχύνει τη συνήθως αργή φυσική εξελικτική διαδικασία στους μικροοργανισμούς, κατά 100, 1.000 ή και περισσότερες φορές. Πρόκειται για μια από τις πιο ξεκάθαρες και παρατηρήσιμες μορφές εκδήλωσης της θεωρίας του Δαρβίνου, έστω και αν είναι από τις πιο δυσάρεστες για τον άνθρωπο.


Επιμέλεια:
Σταύρος ΞΕΝΙΚΟΥΔΑΚΗΣ
Πηγή: «Discover»




Διαβάστε στο «Ρ»

Ο καιρός
Weather data from openweathermap.org