Δεν έχει εγκέφαλο. Δεν έχει νεύρα, ούτε καν νευρώνες. Κι όμως, λίγο πριν δύσει ο ήλιος, ένα μικροσκοπικό θαλάσσιο ζώο αρχίζει να προετοιμάζει το DNA του για τη σημαντικότερη αλλαγή της ζωής του. Η προνύμφη του σπόγγου Amphimedon queenslandica χρησιμοποιεί τη μείωση του φωτός σαν ένα αθόρυβο χρονόμετρο: ανοίγει εκ των προτέρων τα κατάλληλα τμήματα του γονιδιώματός της, ώστε όταν βρεθεί στο σωστό σημείο να μπορέσει να εγκατασταθεί και να μεταμορφωθεί με εντυπωσιακή ταχύτητα.
Μια ζωή που αρχίζει κολυμπώντας
Οι ενήλικοι σπόγγοι μοιάζουν ακίνητοι, όμως η αρχή της ζωής τους είναι διαφορετική. Οι προνύμφες κολυμπούν ελεύθερα, αναζητώντας μια κατάλληλη επιφάνεια — στην περίπτωση του συγκεκριμένου είδους, ένα ευνοϊκό στρώμα άλγης — όπου θα στερεωθούν μόνιμα. Είναι περίπου στο μισό μέγεθος ενός σπόρου chia και πρέπει να πάρουν τη σωστή απόφαση γρήγορα: η μεταμόρφωση γίνεται εκτεθειμένη στο νερό, χωρίς το προστατευτικό κουκούλι που διαθέτει, για παράδειγμα, μια κάμπια.
Παλαιότερα πειράματα της ίδιας ερευνητικής ομάδας είχαν δείξει κάτι παράξενο. Όταν οι προνύμφες κρατούνταν σε συνεχές φως και δεν βίωναν το ηλιοβασίλεμα, δεν εγκαθίσταντο ακόμη κι αν βρίσκονταν δίπλα σε κατάλληλη άλγη. Η νέα μελέτη, που δημοσιεύτηκε στο eLife, φωτίζει τον μηχανισμό πίσω από αυτή τη συμπεριφορά.
Το DNA ετοιμάζει τη σκηνή
Οι ερευνητές μέτρησαν τόσο το RNA — ένδειξη για τα γονίδια που είναι ενεργά σε μια συγκεκριμένη στιγμή — όσο και την προσβασιμότητα της χρωματίνης. Η δεύτερη μέτρηση δείχνει ποια τμήματα του DNA είναι «ανοιχτά» και μπορούν να διαβαστούν από το κύτταρο. Το ηλιοβασίλεμα, όπως διαπίστωσαν, δεν ενεργοποιεί απλώς αμέσως τα γονίδια της μεταμόρφωσης. Πρώτα αναδιοργανώνει τη χρωματίνη και κάνει προσβάσιμες τις περιοχές που θα χρειαστούν αργότερα.
Είναι σαν μια ορχήστρα που σημειώνει από πριν τις παρτιτούρες, χωρίς ακόμη να παίζει τις νότες. Όταν φτάσει το σωστό σήμα για εγκατάσταση, το γενετικό πρόγραμμα είναι ήδη έτοιμο. Έτσι η προνύμφη μπορεί, μέσα σε περίπου 30 λεπτά, να κολλήσει σταθερά στην επιφάνεια και να αρχίσει να αποσυναρμολογεί το κολυμβητικό σώμα της.
Ένα ρολόι χωρίς εγκέφαλο
Στη διαδικασία εμπλέκεται και ένα γονίδιο που ονομάζεται CLOCK. Γονίδια αυτής της οικογένειας συμμετέχουν στα κιρκάδια ρολόγια πολλών ζώων, μαζί και του ανθρώπου. Αυτό δεν σημαίνει ότι ο σπόγγος «σκέφτεται» ή προβλέπει συνειδητά το μέλλον. Δείχνει όμως ότι η ικανότητα ενός οργανισμού να συνδέει τον καθημερινό ρυθμό του πλανήτη με μια επερχόμενη βιολογική αλλαγή μπορεί να είναι πολύ αρχαιότερη από τα νευρικά συστήματα.
Δες κ αυτό
Τα σφουγγάρια ανήκουν σε μία από τις παλαιότερες εξελικτικές γραμμές ζώων, με ιστορία που φτάνει περίπου 700 εκατομμύρια χρόνια πίσω. Γι’ αυτό η μελέτη τους δεν αφορά μόνο ένα παράξενο πλάσμα του υφάλου. Μας βοηθά να πλησιάσουμε το ερώτημα του πώς τα πρώτα ζώα συγχρόνισαν τη ζωή τους με το φως, την ημέρα και τη νύχτα.
Ο ωκεανός κρύβει διαφορετικά είδη μνήμης
Η ανακάλυψη θυμίζει ότι ακόμη και τα απλούστερα σώματα διαθέτουν περίπλοκες λύσεις. Ένα μικρόβιο που αναπαράγεται με τρόπο που μοιάζει βγαλμένος από επιστημονική φαντασία έδειξε πόσο εύκολα οι ανθρώπινες κατηγορίες αποτυγχάνουν μπροστά στη φύση. Στον ίδιο ωκεανό, ένα απολιθωμένο τμήμα φάλαινας στα 3.600 μέτρα και δόντια μεγαλόδοντα από τον βυθό λειτουργούν ως αρχεία του παρελθόντος. Εδώ το «αρχείο» δεν είναι απολίθωμα αλλά μια στιγμιαία αλλαγή στο πόσο προσβάσιμο γίνεται το DNA.
Οι συγγραφείς θεωρούν ότι παρόμοια γενετική προετοιμασία ίσως βοηθά και άλλα θαλάσσια ασπόνδυλα — κοράλλια, αχινούς ή στρείδια — να μεταμορφώνονται γρήγορα. Αυτό μένει να εξεταστεί ξεχωριστά. Το βέβαιο εύρημα είναι πιο λιτό και ίσως πιο όμορφο: ένα ζώο χωρίς εγκέφαλο δεν περιμένει παθητικά τη στιγμή. Το φως που σβήνει το προετοιμάζει.
Πηγές
- eLife — Light-entrained chromatin priming poises rapid metamorphosis in a marine sponge
- University of Queensland — School of the Environment
- Phys.org / The Conversation — Brainless sea sponges use sunset to prepare for metamorphosis
Φωτογραφία: Sara Ibarra Lara / Pexels Πηγή εικόνας
