Πριν εξαφανιστούν τα είδη, οι πληθυσμοί τους συχνά συρρικνώνονται και απομονώνονται. Οι υγιείς πληθυσμοί συνήθως έχουν μια μεγάλη γονιδιακή δεξαμενή με πολλές γενετικές παραλλαγές να κυκλοφορούν. Η πορεία όμως προς την εξαφάνιση μεταβάλει τη γενετική ποικιλότητα, επειδή η γονιδιακή δεξαμενή ενός είδους…αδειάζει καθώς μειώνεται ο πληθυσμός του. Για παράδειγμα, μια πρόσφατη μελέτη έδειξε απώλεια περίπου 6% της γενετικής ποικιλότητας σε πληθυσμούς 91 ζωικών ειδών, η οποία συντελέστηκε κατά τον 20ο αιώνα. Η απώλεια της γενετικής ποικιλότητας περιορίζει μοιραία και την ικανότητα των πληθυσμών να προσαρμόζονται σε απειλές όπως είναι οι ασθένειες και η κλιματική αλλαγή.
Ποια είναι λοιπόν η κατάσταση της γενετικής ποικιλότητας σε ζώα, φυτά, μύκητες και φύκια παγκοσμίως; Υπάρχει σωτηρία σε αυτό το κρίσιμο και θεμελιώδες επίπεδο βιοποικιλότητας που βρισκόμαστε και πώς μπορεί να οικοδομηθεί ανθεκτικότητα στους εναπομείναντες οργανισμούς υπό τη σκιά της παγκόσμιας κλιματικής κρίσης;
Photo credits: Judy Dunlop
Μια διεθνής ομάδα επιστημόνων, ανάμεσά τους και Έλληνες, προσπάθησε να δώσει απαντήσεις στα παραπάνω ερωτήματα στη νέα και πιο ολοκληρωμένη μετα-ανάλυση της γενετικής ποικιλότητας παγκοσμίως που δημοσιεύτηκε πρόσφατα στο έγκριτο επιστημονικό περιοδικό Nature.
Η ομάδα 57 επιστημόνων από 20 χώρες, όπως το Ηνωμένο Βασίλειο, η Σουηδία, η Ισπανία, η Ελλάδα, οι ΗΠΑ και η Κίνα με συντονίστρια την καθηγήτρια Catherine Grueber από το Πανεπιστήμιο του Σίδνεϋ, ανέλυσαν περισσότερα από 80.000 επιστημονικά άρθρα μέσα σε τρεις δεκαετίες για να συνοψίσουν στοιχεία για τη γενετική μεταβολή σε 628 είδη ζώων, φυτών και μυκήτων σε όλα τα χερσαία και στα περισσότερα θαλάσσια βασίλεια στη γη, στους πληθυσμούς 141 χωρών.
«Με μεγάλη ανησυχία διαπιστώσαμε ότι η γενετική ποικιλότητα χάνεται παγκοσμίως σε πολλά είδη, ειδικά σε πτηνά και σε θηλαστικά. Συγκεκριμένα στα 2/3 των πληθυσμών που αναλύθηκαν, παρατηρήθηκε σοβαρή μείωση της γενετικής ποικιλότητας. Αυτή η απώλεια ήταν πιο σοβαρή σε μελέτες που ανέφεραν αλλαγές στον βιότοπο, νέες ασθένειες, φυσικές καταστροφές και ανθρώπινες δραστηριότητες όπως το κυνήγι ή η υλοτομία. Αλλά υπάρχει ελπίδα. Η μελέτη μας δείχνει ότι οι κατάλληλες στρατηγικές μπορούν να βοηθήσουν όχι μόνο στη διατήρηση, αλλά και στην αύξηση της γενετικής ποικιλότητας», σχολιάζει ο καθηγητής στο Τμήμα Δασολογίας & Φυσικού Περιβάλλοντος στο Αριστοτέλειο Πανεπιστήμιο Θεσσαλονίκης, κ. Φίλιππος Αραβανόπουλος, ο οποίος συμμετείχε στη μελέτη.
Σε αυτό συμφωνεί και η επικεφαλής της μελέτης Δρ Catherine Grueber:«Δεν μπορούμε να παρακάμψουμε το γεγονός ότι η βιοποικιλότητα μειώνεται με πρωτοφανείς ρυθμούς σε όλο τον κόσμο. Αλλά υπάρχουν αχτίδες ελπίδας. Η δράση των επιστημόνων που ασχολούνται με τη βιολογία της διατήρησης αντιστρέφει αυτές τις απώλειες και βοηθά στη δημιουργία γενετικά διαφορετικών πληθυσμών που μπορούν να ανταποκριθούν καλύτερα στις προκλήσεις του μέλλοντος».
Η καθηγήτρια Catharine Grueber στο κέντρο - Photo credits: USYD
Τι είναι η γενετική ποικιλότητα και γιατί μας νοιάζει;
Στον πυρήνα κάθε κυττάρου βρίσκεται ένα αντίγραφο του γενετικού κώδικα, που αποτελείται από μόρια DNA, αλλά η αλληλουχία του ποικίλλει πάρα πολύ και είναι αυτή που διαχωρίζει ένα έντομο από ένα δέντρο ή από ένα βακτήριο. Ακόμη και μέσα σε ένα είδος παρατηρούνται διακριτές γενετικές διαφορές μεταξύ των ατόμων. Αυτές οι γενετικές διαφορές συμβάλλουν στην ποικιλομορφία των χαρακτηριστικών τους, γι' αυτό βλέπουμε άτομα που είναι ψηλότερα ή πιο κοντά, πιο γρήγορα ή πιο αργά, πιο τολμηρά ή πιο προσεκτικά.
Αυτή η γενετική ποικιλότητα οφείλεται σε μεταλλαγές, πολλές από τις οποίες συχνά δεν είναι χρήσιμες. Υπάρχουν φυσικά και οι χρήσιμες που επιτρέπουν στους πληθυσμούς να προσαρμόζονται στις εκάστοτε αλλαγές. Χαρακτηριστική είναι η περίπτωση του φύκους Ecklonia radiata που προτιμά τα πιο κρύα νερά. Ωστόσο, σε έναν πληθυσμό, ορισμένα άτομα πιθανώς φέρουν μεταλλαγές κατάλληλες για ζεστά νερά. Όταν ένας καταστροφικός θαλάσσιος καύσωνας έπληξε τις ακτές της Δυτικής Αυστραλίας το 2011, τα άτομα με μεταλλαγές στο ζεστό νερό επιβίωσαν και αναπαράχθηκαν. Η συγκεκριμένη γενετική ποικιλομορφία επέτρεψε στον πληθυσμό των φυκιών να προσαρμοστεί στις θερμότερες συνθήκες και να επιβιώσει.
«Αυτός είναι ο λόγος για τον οποίο η γενετική ποικιλότητα είναι τόσο σημαντική, γιατί προσδίδει στα είδη μεγαλύτερη ανθεκτικότητα σε έναν κόσμο που αλλάζει ταχέως. Αυτή η προτεραιότητα έχει αναγνωριστεί στους στόχους που συζητήθηκαν στη σύνοδο κορυφής των Ηνωμένων Εθνών για τη βιοποικιλότητα COP16, που διεξήχθη στο Παρίσι τον περασμένο Νοέμβριο», προσθέτει ο καθηγητής Αραβανόπουλος.
Ο καθηγητής Φίλιππος Αραβανόπουλος
Οι διεθνείς συμφωνίες αναγνωρίζουν τη βιοποικιλότητα σε τρία θεμελιώδη επίπεδα: στην ποικιλότητα οικοσυστήματος, στην ποικιλότητα ειδών και στη γενετική ποικιλότητα εντός των ειδών (ενδοειδική). Η ενδοειδική γενετική ποικιλότητα είναι κρίσιμη για την ικανότητα του ατόμου και του πληθυσμού να επιβιώνει και να αναπαράγεται, και συνεπώς για τη μακροπρόθεσμη επιβίωση πληθυσμών και ειδών. Η γενετική ποικιλότητα διασφαλίζει την ανθεκτικότητα του οικοσυστήματος, ενώ η προστασία και διατήρηση της γενετικής ποικιλότητας προστατεύει τη βιοποικιλότητα από μελλοντικές περιβαλλοντικές αλλαγές και υποστηρίζει τη συμβολή της φύσης στην κοινωνία μέσω των οικοσυστημικών υπηρεσιών που παρέχουν τα είδη και τα οικοσυστήματα.
Πώς διαφυλάσσεται ή αποκαθίσταται η γενετική ποικιλότητα απειλούμενων ειδών;
«Για να απαντήσουμε σε αυτήν την ερώτηση, χρησιμοποιήσαμε μια τεχνική που ονομάζεται μετα-ανάλυση για να αναζητήσουμε μοτίβα. Μέσα από περισσότερα από 80.000 δημοσιευμένα άρθρα, εντοπίσαμε 882 μελέτες που αξιολόγησαν τις αλλαγές στη γενετική ποικιλότητα με την πάροδο του χρόνου. Αυτές οι μελέτες προήλθαν από ολόκληρο τον κόσμο και από ολόκληρο το “δέντρο της ζωής”», εξηγεί ο Έλληνας επιστήμονας.
Η συντριπτική πλειονότητα των ειδών (84%) που μελετήθηκαν ήταν ζώα (59,2% σπονδυλωτά και 25,5% ασπόνδυλα), ακολουθούμενα από φυτά (12,7%), μύκητες (1,9%) και φύκια (0,6%). Τα περισσότερα είδη κατηγοριοποιήθηκαν από την Κόκκινη Λίστα Απειλούμενων Ειδών της Διεθνούς Ένωσης για τη Διατήρηση της Φύσης (IUCN) ως μη απειλούμενα ή με άγνωστη κατάσταση απειλής (ελλιπή δεδομένα και μη αξιολογημένα), ενώ το 1/5 των ειδών απειλείται. Η χρονική αλλαγή της γενετικής ποικιλότητας μετρήθηκε κυρίως σε πυρηνικά ή μιτοχονδριακά γονιδιώματα.
«Η πρόοδος στη γενετική και τη βιοστατιστική ανάλυση έχει προσφέρει νέα εργαλεία και τεχνολογίες αιχμής καθιστώντας εφικτή τη γενετική παρακολούθηση και τη μελέτη των γενετικών αλλαγών σε βάθος χρόνου. Αυτό πλέον είναι εφικτό όχι μόνο με τη γενετική ανάλυση ανά τακτά χρονικά διαστήματα, αλλά και με τη δυνατότητα να συνεχίσουμε να μαθαίνουμε από δημοσιευμένες έρευνες πολύ καιρό μετά την πραγματοποίησή τους. Ο συνδυασμός των παραπάνω αποτελεί ένα τεράστιο άλμα στη γενετική παρακολούθηση σε παγκόσμια κλίμακα», αναφέρει ο Δρ Αραβανόπουλος.
Η μελέτη για σημαντικές απώλειες γενετικής ποικιλότητας σε σχετικά σύντομες (π.χ.2ετίας) περιόδους μελέτης (κατά μέσο όρο) για πολλές ταξινομικές τάξεις, που αντιπροσωπεύουν 207 είδη, δείχνει ότι η μείωση του μεγέθους του πληθυσμού στη βάση αυτών των απωλειών γενετικής ποικιλότητας είναι πιθανότατα σημαντική. Αυτό το μοτίβο υποδηλώνει αφενός τον κίνδυνο περαιτέρω απώλειας γενετικής ποικιλότητας βραχυπρόθεσμα, εάν οι ανθρώπινες κοινωνίες δεν λάβουν επειγόντως μέτρα. Αφετέρου αναδεικνύει τη δυνατότητα ανίχνευσης πλέον της αλλαγής της γενετικής ποικιλότητας, που επιτρέπει την εφαρμογή στοχευμένων δράσεων διατήρησης της βιοποικιλότητας.
Οι προσπάθειες διατήρησης περιλαμβάνουν υποβοηθούμενη μετανάστευση, όπου τα ζώα μετακινούνται μεταξύ πληθυσμών προς όφελος ενός είδους ή του οικοσυστήματος, αποκατάσταση οικοτόπων, έλεγχο του πληθυσμού, όπου ορισμένα άτομα απομακρύνονται για να βελτιωθούν οι συνθήκες για εκείνα που παραμένουν και έλεγχο παρουσίας άγριων συγγενικών ειδών ή παρασίτων.
photo credits: unsplash
Κάποιες τέτοιες επιτυχείς προσπάθειες περιλαμβάνουν για παράδειγμα, την επανεισαγωγή του αρουραίου Isoodon auratus στη Δυτική Αυστραλία με διατήρηση σημαντικής γενετικής ποικιλότητας εντός πληθυσμών ή την απελευθέρωση αρκτικών αλεπούδων (Vulpes lagopus) από προγράμματα αναπαραγωγής σε αιχμαλωσία στη Σκανδιναβία που διατήρησαν ακόμη και αύξησαν την γενετική ποικιλότητα των πληθυσμών.
Οι συγγραφείς ελπίζουν ότι τα ευρήματα θα ενθαρρύνουν περισσότερες προσπάθειες διατήρησης της βιοποικιλότητας και της γενετικής ποικιλότητας και θα οδηγήσουν σε αυξημένη προστασία πληθυσμών που επί του παρόντος δεν ελέγχονται.
«Παρά τις επιτυχίες, δεν μπορούμε να εφησυχάζουμε», λέει ωστόσο η πρώτη συν-συγγραφέας Δρ Robyn Shaw από το Πανεπιστήμιο της Καμπέρα, και συνεχίζει: «Τα 2/3 των πληθυσμών που αναλύθηκαν αντιμετωπίζουν απειλές. Από αυτούς τους πληθυσμούς λιγότεροι από τους μισούς υποστηρίχθηκαν από κάποιο είδος διαχείρισης με σκοπό την προστασία. Είναι ζωτικής σημασίας να μάθουμε από αυτό που λειτουργεί, ώστε να μπορούμε να προστατεύσουμε τα είδη μακροπρόθεσμα».
