Az evolúció szabályait átírja a pici pók
A Dysdera tilosensis jóval kisebb genetikai anyaggal rendelkezik, mint szárazföldi rokona, a Dysdera catalonica, amely Katalóniában és Franciaország déli részén honos. Míg utóbbi genomja 3,3 milliárd bázispárból áll, addig a kanári-szigeteki fajé mindössze 1,7 milliárd bázispár. Különösen fontos kiemelni, hogy a kisebb DNS-mennyiség ellenére a szigetlakó pókfaj nagyobb genetikai változatosságot mutat, mint kontinentális társa.
Ez a felfedezés új fejezetet nyit az evolúciós biológia egyik fontos kérdésében: mi áll a genom méretének változása mögött a törzsfejlődés során, és hogyan alakul ez a folyamat izolált, szigeti környezetben?
Régi elméletek dőlnek meg a Kanári-szigeteken
A tudomány hosszú ideje azt feltételezte, hogy a szigeteket meghódító fajoknál – az alapító hatás miatt – a szelektív nyomás csökken, ezáltal nagyobb és ismétlődő szakaszokban gazdagabb lesz a genomjuk. A Kanári-szigetek azonban mindig is különleges evolúciós terepnek számítottak, hiszen a Dysdera nemzetség közel 50 endemikus faja, vagyis az összes ismert Dysdera faj mintegy 14 százaléka itt alakult ki az elmúlt néhány millió évben.
A modern DNS-szekvenálási módszerek révén a kutatók alaposan összehasonlították a két közeli rokont, és kiderült, hogy a D. catalonica négy autoszómával és egy X-kromoszómával, míg a D. tilosensis már hat autoszómával és egy X-kromoszómával rendelkezik. Ebből adódóan nemcsak a szigeti pók genomja lett sokkal tömörebb, de a kromoszómaszámban is észrevehető eltolódás figyelhető meg.
Mi állhat a genom zsugorodása mögött?
A kutatók kizárták annak lehetőségét, hogy pusztán környezeti vagy táplálkozási tényezők okoznák a genomméret csökkenését, hiszen a két vizsgált faj azonos életmódú, azonos élőhelyeken él. A filogenetikai és áramláscitometriai vizsgálatok szerint közös ősük genomja még nagyméretű volt (kb. 3 milliárd bázispár), tehát a zsugorodás a szigetekre kerülés után vagy azzal egy időben történhetett.
Különösen fontos kiemelni, hogy az állatok esetében igen ritka az ilyen gyors és drasztikus genomcsökkenés, szemben például a növényekkel, ahol a teljes genom többszöröződése és a poliploidizáció gyakori. Ettől függetlenül most először sikerült ilyen minőségű genomadatokon kimutatni, hogy egy izolált állatfajnál majdnem 50%-os zsugorodás figyelhető meg.
Túlélés vagy véletlen evolúciós játszma?
Ahelyett, hogy az elszigeteltség a genom méretének növekedéséhez vezetett volna, a Dysdera tilosensis genomja éppen kompaktabb lett, és veszített a fölösleges ismétlődő DNS-ből. Ez arra utal, hogy a szigeti populációk jelentős létszámúak és stabilak voltak, így fennmaradt az erős szelekció, amely eltávolította a szükségtelen genetikai anyagot. Ettől függetlenül az is elgondolkodtató, miért alakul ki egyes fajoknál nagy, ismétlődő szakaszokban gazdag genom, míg másoknál jelentősen lecsökken a DNS.
A vizsgálatok arra utalnak, hogy nem kizárólag az éghajlat vagy a környezet irányítja a genom nagyságát, hanem az ismétlődő szakaszok folyamatos felhalmozódása és azok szelektív eltávolítása közötti dinamikus egyensúly játssza a főszerepet. Ez a kutatás fontos lépés ahhoz, hogy a genetikai sokszínűség és az evolúción belüli genomméret-változások titkai közelebb kerüljenek a megértéshez.
