Węgorz elektryczny może modyfikować genetycznie narybek

Energia elektryczna, jaką uwalnia węgorz elektryczny, może modyfikować genetycznie potomstwo małych ryb – informuje pismo „PeerJ – Life and Environment”.

.Dzięki wyspecjalizowanym narządom, które powstały z przekształconych mięśni lub tkanki łącznej, ryby elektryczne (drętwy, raje, mruki, strętwy, sum elektryczny) mogą wytwarzać energię elektryczną. Słabych wyładowań elektrycznych używają do elektrolokacji, a u niektórych gatunków także do porozumiewania się (zwłaszcza w okresie godowym), natomiast silnych wyładowań – do obezwładniania ofiary lub napastnika.

Wbrew potocznej nazwie, węgorz elektryczny (strętwa) nie jest spokrewniony ze „zwykłym” węgorzem, ale nieco przypomina go wyglądem. Jego narządy elektryczne są wyjątkowo duże w stosunku do masy ciała, dzięki czemu może wytwarzać szczególnie wysokie napięcie – do 860 woltów. Jest śmiertelnie niebezpieczny nawet dla człowieka i dużych zwierząt.

Węgorz elektryczny pomocny w bioinżynierii

.Grupa badawcza kierowana przez profesora Eiichi Hondo i adiunkta Atsuo Iida z uniwersytetu w Nagoi badała, jak wytwarzane przez węgorza elektrycznego wyładowania działają na komórki pobliskich organizmów.

W swoim laboratorium naukowcy wystawili młode ryby (danio pręgowane) na działanie roztworu DNA ze świecącym w świetle znacznikiem. Następnie wprowadzili do akwarium węgorza elektrycznego i nakłonili go do ugryzienia karmnika, by doprowadzić do wyładowania prądu. Jak się okazało, pod wpływem wyładowań komórki mogą przyswajać obecne w wodzie fragmenty DNA, zwane DNA środowiskowym.

DNA środowiskowe (enviromental DNA, eDNA) to DNA, które można znaleźć w środowisku. Najczęściej pochodzi z materiału komórkowego wydalanego przez organizmy żywe (w tym ludzi) przez skórę, odchody, itp., do środowisk wodnych lub lądowych (nowe badania pozwoliły wykryć „luźne” DNA nawet w powietrzu).

Jak wykazały analizy, 5 proc. młodych ryb miało markery wskazujące na transfer genów. „To wskazuje, że wyładowanie węgorza elektrycznego sprzyja transferowi genów do komórek, mimo że węgorze mają inny kształt impulsu i niestabilne napięcie w porównaniu z maszynami zwykle używanymi do elektroporacji – stwierdził Iida. – Węgorze elektryczne i inne organizmy wytwarzające energię elektryczną mogą wpływać na modyfikacje genetyczne w przyrodzie”.

Elektroporacja

.Odkrycia zespołu z Nagoi uzupełniają naszą wiedzę o elektroporacji, technice dostarczania genów do komórek. Elektroporacja wykorzystuje pole elektryczne do utworzenia w błonie komórkowej tymczasowych otworków. Dzięki temu cząsteczki – takie jak DNA lub białka – mogą się przedostać do komórki docelowej.

Elektroporacja jest powszechnie postrzegana jako proces występujący tylko w laboratorium, jednak Iida nie był co do tego przekonany. „Myślałem, że elektroporacja może zachodzić w naturze – wskazał. – Uświadomiłem sobie, że węgorze elektryczne w Amazonce mogą równie dobrze działać jako źródło energii, organizmy żyjące w okolicy mogą działać jako komórki biorcy, a fragmenty DNA środowiska uwolnione do wody staną się obcymi genami, powodując rekombinację genetyczną w otaczających organizmach z powodu wyładowań elektrycznych”.

W innych badaniach podobne zjawisko zaobserwowano w przypadku naturalnie występujących pól elektrycznych, takich jak błyskawice, wpływające na nicienie i bakterie glebowe. Iida uważa, że wpływ tego zjawiska na organizmy żywe może być większy niż przypuszczamy.

Ewolucja

.„Dowodów na istnienie ewolucji jest bardzo wiele. Dostarczają ich dziedziny nauki takie jak paleontologia, filogenetyka, ewolucyjna biologia rozwoju czy genetyka. Większość ludzi kojarzy ewolucję z procesem bardzo powolnym, co jednocześnie powoduje błędne przeświadczenie, że hipotez ewolucyjnych nie da się zbadać eksperymentalnie” – pisze Sylwia BORSKA, doktor nauk medycznych.

„Tymczasem można podać liczne przykłady ewolucji dokonującej się niejako na naszych oczach. Rozglądając się uważnie wokół siebie, możemy zaobserwować bioróżnorodność otaczającej przyrody, zarówno gatunków jak i całych ekosystemów. Bez trudu możemy odnaleźć gatunki mające organy szczątkowe jak np. zredukowane skrzydła u ptaków zwanych „nielotami”. Niektóre z tych adaptacji są bardzo „młode”. Przykładem są papugi kakapo. Jak napisał D. Adams w książce „Ostatnia okazja by ujrzeć”: „(…) biedny kakapo nie tylko zapomniał jak się lata, ale zapomniał również o tym, że zapomniał”. Ptak ten od czasu do czasu nadal uparcie próbuje wznosić się w powietrze lecz za każdym razem spada jak kamień w dół” – komentuje Sylwia Borska.

„Innych dowodów dostarcza tzw. dobór sztuczny, gdzie selekcjonerem jest człowiek. Darwin wiele czasu poświęcił temu zjawisku, które jest przykładem niezamierzonego eksperymentu ewolucyjnego. Nie każdy wie, że wspólnym przodkiem tak odmiennych roślin jadalnych jak kalafior, brukselka, rzepak, kalarepa, brokuły, gorczyca, jarmuż, biała kapusta – jest jedna roślina – dzika kapusta, Brassica oleracea. Wystarczyło kilka stuleci stosowania prostych technik hodowli i mamy tak bogate menu” – wyjaśnia badaczka.

PAP/Paweł Wernicki/Wszystko co Najważniejsze/JT