Τα γονίδια της εξαπάτησης και της συνεργασίας σε μια εξελισσόμενη κοινωνία

Πρώτη καταχώρηση: Κυριακή, 9 Οκτωβρίου 2016, 14:40
Τα γονίδια της εξαπάτησης και της συνεργασίας σε μια εξελισσόμενη κοινωνία
Σύμφωνα με τους επιστήμονες, η εξαπάτηση είναι μια ιδιαίτερα ενδιαφέρουσα κοινωνική συμπεριφορά που απαντάται σε διάφορα είδη. Στην προσπάθεια τους μάλιστα να την κατανοήσουν επιλέγουν τα απλούστερα συστήματα μοντέλων, όπως είναι η αμοιβάδα και πιο συγκριμένα, η Dictyosteliumdiscodeum.

Παρατηρήθηκε ότι σε ένα στάδιο του κύκλου ζωής της η υπό φυσιολογικές συνθήκες μοναχική αμοιβάδα συνεργάζεται με άλλα άτομα του είδους της προκειμένω να μετατραπεί σε ένα τύπο πολυκύτταρου σαλιγκαριού και στη συνέχεια σε ένα σώμα που αποτελείται από ένα μίσχο που συγκρατεί μία μπάλα με σπόρους. Κατά τη διάρκεια της συνεργατικής αυτής φάσης στη ζωή της αμοιβάδας είναι που δίνεται η δυνατότητα της εξαπάτησης.

Κάποιες αμοιβάδες τελικά γίνονται κύτταρα του μίσχου σε αυτό το σώμα, με αποτέλεσμα να πεθαίνουν, ενώ άλλες σχηματίζουν σπόρους και καταφέρνουν να περάσουν τα γονίδια τους στην επόμενη γενιά. Όταν οι αμοιβάδες συνεργάζονται για το σχηματισμό του σώματος κάποια στελέχη συνεισφέρουν περισσότερο για το σχηματισμό σπόρων και λιγότερο για το σχηματισμό του μίσχου. Tα στελέχη αυτά είναι που εκδηλώνουν τη συμπεριφορά της εξαπάτησης.

Οι επιστήμονες ήδη γνώριζαν την ύπαρξη της συμπεριφοράς της εξαπάτησης σε αυτό τον τύπο της αμοιβάδας αλλά δεν μπορούσαν να απαντήσουν εάν αποτελούσε μια επιτυχημένη στρατηγική στη διαδικασία της φυσικής επιλογής.

Σήμερα το χαμηλό κόστος και η ευκολία της χαρτογράφησης της ακολουθίας του γονιδιώματος κατέστησε εφικτή την απάντηση του παραπάνω ερωτήματος. Εξετάζοντας τη γενετική ποικιλομορφία που σχετίζεται με τα γονίδια που ρυθμίζουν την κοινωνική συμπεριφορά, οι επιστήμονες μπόρεσαν να διαπιστώσουν εάν τα αλληλόμορφα αυτών των γονίδιων που είναι υπεύθυνα για την τροποποίηση της συνεργατικής συμπεριφοράς σε συμπεριφορά εξαπάτησης έχουν μεταφερθεί μεταξύ των πληθυσμών σαν αποτέλεσμα ενός αγώνα επιβίωσης ή εάν κατάφεραν να περάσουν σε επόμενες γενιές γιατί δεν επηρεάζουν την επιβίωση.

Σύμφωνα με αυτά που οι ερευνητές βρήκαν κατά την εξέταση των γονιδιωμάτων ούτε τα αλληλόμορφα των γονιδίων που ρύθμιζαν τη συνεργατική συμπεριφορά, ούτε αυτά που ρύθμιζαν τη συμπεριφορά της εξαπάτησης μπόρεσαν να κυριαρχήσουν στους πληθυσμούς κι έπρεπε να αγωνιστούν για την επιβίωσή τους. Η ισοδυναμία αυτή διατηρείται μόνο σε ένα πολύπλοκο περιβάλλον όπου δεν είναι ξεκάθαρο ποια στρατηγική θα κερδίσει. Εάν οι κανόνες δεν αλλάξουν το γονίδιο που είναι κατά μέσο όρο πιο ισχυρό θα καταφέρει τελικά να παράγει ένα νέο αλληλόμορφο.

Τα ευρήματα της μελέτης επίσης δείχνουν ότι τα οφέλη της συμπεριφοράς της εξαπάτησης αλλάζουν ανάλογα με τη συχνότητα που αυτή παρατηρείται σε έναν πληθυσμό. Τα άτομα ενός πληθυσμού που υιοθετούν , για παράδειγμα, μια συμπεριφορά εξαπάτησης, μπορούν να επιτύχουν μόνο εάν είναι λίγα σε αριθμό. Εάν αντίθετα είναι πολυάριθμα, θα πιέσουν τα άτομα που υιοθετούν τη συνεργατική συμπεριφορά έτσι ώστε να βρουν τρόπους να καταστείλουν την εξαπάτηση. Η επιτυχία πολλών κοινωνικών συμπεριφορών άλλωστε, εξαρτώνται από το πόσοι τις υιοθετούν.

Για τους σκοπούς της παρούσας μελέτης οι ερευνητές χαρτογράφησαν την ακολουθία 20 στελεχών της αμοιβάδας Dictyosteliumdiscodeum που απομόνωσαν από το χώμα των ανατολικών ΗΠΑ. Στη συνέχεια αναζήτησαν τα αλληλόμορφα 140 γονιδίων που είναι υπεύθυνα για την κοινωνική συμπεριφορά και τα σύγκριναν με το υπόλοιπο του γονιδιώματος για να δουν εάν αυτά εξελίσσονταν με διαφορετικό τρόπο. Στην αρχή η χρηματοδότηση τους αρκούσε μόνο για να χαρτογραφήσουν την ακολουθία δυο γονιδιωμάτων, αλλά μέχρι να τελειώσουν αυτή τη διαδικασία το κόστος της χαρτογράφησης είχε πέσει τόσο πολύ που μπόρεσαν να χαρτογραφήσουν πολλά ακόμη.

Οι επιστήμονες σχεδίασαν τη μελέτη με τη βοήθεια διαφόρων επιθετικών σεναρίων για τις δυναμικές εξέλιξης των συμπεριφορών εξαπάτησης της αμοιβάδας. Κάθε ένα από τα σενάρια παρήγαγε μια διαφορετική πρόβλεψη την οποία εξέταζαν αναφορικά με την ποικιλομορφία του DNA που σχετίζεται με τα γονίδια που ρυθμίζουν τις κοινωνικές συμπεριφορές. Περίμεναν ότι θα δουν έναν ανταγωνισμό δυνάμεων στο γενετικό υλικό, γιατί η σύγκρουση του γονιδίου συνεργασίας με αυτό της εξαπάτησης φαίνεται ανάλογο με τα είδη σύγκρουσης που παρατηρούνται, για παράδειγμα, μεταξύ ενός παθογόνου παράγοντα και του ξενιστή. Οι συγκρούσεις αυτές προάγουν συνεχόμενες μάχες στο ενδιάμεσο της λειτουργίας των προσαρμοστικών διαδικασιών των οργανισμών.

Αυτός ο ανταγωνισμός τεχνικά περιγραφόταν από τους ερευνητές σαν μια σειρά επιλεκτικών αλλαγών που θα έπαιρναν τη μορφή μιας έλλειψης στην ποικιλομορφία του γεννητικού υλικού σχετικά με τα γονίδια που ρυθμίζουν την κοινωνική συμπεριφορά στο βαθμό που θα επέτρεπαν σε ένα κυρίαρχο γονίδιο μεταφερθεί σε έναν πληθυσμό. Αυτό που τελικά βρήκαν, όμως, ήταν το αντίθετο. Περισσότερα αλληλόμορφα των γονιδίων που είναι υπεύθυνα για την κοινωνική συμπεριφορά, το οποίο συμφωνεί με μια διατήρηση της ισοδυναμίας σε αυτούς τους πληθυσμούς. Οι επιστήμονες μάλιστα βρήκαν περισσότερα στοιχεία για την ισοδυναμία όταν σύγκριναν στελέχη από δυο διαφορετικούς πληθυσμούς έναν στο Τέξας και έναν στη Βιρτζίνια.

Σε έναν ανταγωνισμό δυνάμεων αυτές οι δυο γεωγραφικά ξεχωριστές περιοχές θα είχαν μάλλον υποβληθεί σε διαφορετική διαδικασία επιλεκτικών ανταλλαγών με αποτέλεσμα οι δυο πληθυσμοί να είναι λιγότερο όμοιοι. Στην πραγματικότητα όμως, οι δύο πληθυσμοί διέφεραν λιγότερο ως προς τα γονίδια που ρυθμίζουν την κοινωνική συμπεριφορά σε σχέση με τα υπόλοιπα, το οποίο οδηγεί στο συμπέρασμα ότι κάποια διαδικασία επιλογής προήγαγε τη διατήρηση των ίδιων αλληλόμορφων που ρυθμιζαν την κοινωνική συμπεριφορά και στους δύο πολιτισμούς.

Η χαρτογράφηση των γονιδιωμάτων λοιπόν έδειξε ότι υπάρχει ισοδυναμία μεταξύ των αλληλόμορφων γονιδίων που ρυθμίζουν την κοινωνική συμπεριφορά, έτσι ώστε ούτε τα γονίδια που είναι υπεύθυνα για την εξαπάτηση ούτε αυτά που είναι υπεύθυνα για τη συνεργασία να καταφέρουν να κυριαρχήσουν.
Πολλά είναι τα ερωτήματα που προκύπτουν: Γιατί συμβαίνει αυτό; Ποιό όριο θέτουν τα γονίδια της εξαπάτησης; Αν καταπιέζονται από ισχυρότερα γονίδια εξαπάτησης ή από τον πληθυσμό που αντιστέκεται; Τι περιορίζει τα γονίδια συνεργασίας; Γιατί τα γονίδια συνεργασίας δεν καταστέλλουν τελείως τα γονίδια της εξαπάτησης;

Οι ερευνητές δεν έχουν παρά να τονίσουν το οικουμενικό ενδιαφέρον αυτών των ερωτημάτων.

Πηγή : phys.org/news
Το άρθρο επιμελήθηκε ο Κ.Κωνσταντινίδης, Χειρουργός, Ουρολόγος-Ανδρολόγος, Πρόεδρος του Ανδρολογικού Ινστιτούτου Αθηνών, www.andrologia.gr

Τελευταία ενημέρωση: Κυριακή, 9 Οκτωβρίου 2016, 14:40