Στην τελευταία καταμέτρηση, τα είδη που γνώριζαν οι επιστήμονες ήταν 1,8 εκατομμύρια.
Μπορεί ο αριθμός να ακούγεται μεγάλος, αλλά σε λίγο καιρό φαίνεται ότι θα μοιάζει σταγόνα στον ωκεανό.
Στα μεγάλου μεγέθους είδη μάς έχουν ξεφύγει τόσα πολλά, αλλά στα μικρά απλώς έχουμε ξύσει την επιφάνεια.
Ένα κουταλάκι του γλυκού με θαλασσινό νερό, χώμα ή πάγο περιέχει εκατομμύρια μικροοργανισμούς, τους οποίους δεν έχουμε ονομάσει ούτε καταμετρήσει ποτέ.
Σύντομα όμως αυτό τροποποιείται, χάρη σε μια γενετική τεχνική, τη μεταγονιδιωματική, που υπόσχεται να αλλάξει τον τρόπο με τον οποίο βλέπουμε τη ζωή στη Γη και να αποκαλύψει δισεκατομμύρια μορφές ζωής και απίστευτη βιοποικιλότητα.
Χρησιμοποιώντας την, οι επιστήμονες βρίσκουν νέα γονίδια, νέα είδη, νέα οικοσυστήματα και πιθανώς νέα κλαδιά στο δέντρο της ζωής.
Ο νέος επιστημονικός κλάδος έχει τη δυνατότητα να μας δείξει πώς επιβιώνει η ζωή υπό ακραίες συνθήκες, να μας προμηθεύσει νέα μόρια για χρήση στη φαρμακευτική βιομηχανία και να αποκαλύψει τα μυστικά εξαφανισμένων ειδών, παίρνοντας ελάχιστα θραύσματα από το γενετικό τους υλικό και αναπαριστώντας το DΝΑ τους.
Οι βιολόγοι γνωρίζουν πως η μικροβιακή βιοποικιλότητα επεκτείνεται πέρα από τα είδη που έχουμε περιγράψει ήδη.
Ωστόσο, η ανακάλυψη νέων ειδών δεν είναι εύκολη υπόθεση.
Παρατηρώντας στο μικροσκόπιο ένα κουτάλι με νερό ή χώμα, διακρίνονται πολλά μικρόβια, που δύσκολα διαχωρίζονται.
Οι επιστήμονες δεν μπορούν απλώς να βγάλουν ένα κύτταρο και να βρουν την αλληλουχία του DΝΑ του.
Πρέπει πρώτα να καλλιεργήσουν στο εργαστήριο μεγάλο αριθμό μικροβίων, αλλά οι περισσότεροι μικροοργανισμοί δεν αναπτύσσονται στο εργαστήριο ή δεν καλλιεργούνται χωρίς άλλα είδη γύρω τους.
Οι μικροβιολόγοι υπολογίζουν πως έχουν αναγνωρίσει μόλις το 1% του συνόλου της μικροβιακής ζωής.
Με τη μεταγονιδιωματική, έχουν τον τρόπο να διαχωρίσουν τα κύτταρα.
Ο ερευνητής παίρνει ένα δείγμα από το περιβάλλον, μαζεύει DΝΑ από όλα τα συγκεντρωμένα είδη, τα κατανέμει σε μείγμα από θραύσματα και μετά βρίσκει την αλληλουχία τους.
Με αυτό τον τρόπο βάζει τα κομμάτια του παζλ το ένα δίπλα στο άλλο, ανασυνθέτοντας γονίδια ή ολόκληρα γονιδιώματα.
Έτσι, συμπεραίνει ποιοι οργανισμοί βρίσκονταν στο αρχικό δείγμα.
Χάρη σε αυτή την τεχνική, οι επιστήμονες τραβούν μία γενετική φωτογραφία της μικροβιακής κοινότητας, που επιτρέπει στους οικολόγους να παρακολουθούν τα αποτελέσματα της περιβαλλοντικής αλλαγής.
«Ο μικροβιακός κόσμος είναι πολύ πιο πολύπλοκος από κάθε άλλο τομέα της βιολογίας και μέχρι τώρα δεν είχαμε τα εργαλεία να τον περιγράψουμε», λέει στο «Νew Scientist» ο Τζο Χάντελσμαν, φυτο-παθολόγος στο Πανεπιστήμιο του Ουισκόνσιν.
«Από το 1998, η τεχνική έχει βρει εκατομμύρια νέα γονίδια και λίγα ολόκληρα γονιδιώματα. Θα χρειαστούμε χρόνια ή δεκαετίες για να εκμεταλλευτούμε τον πλούτο της νέας γνώσης», επισημαίνει ο ίδιος.
Το 2004 η Τζιλ Μπάνφιλντ από το Πανεπιστήμιο της Καλιφόρνιας στο Μπέρκλεϊ έκανε μια σπουδαία ανακάλυψη σε ένα τοξικό ορυχείο στην Καλιφόρνια, ερευνώντας με την τεχνική της γονιδιωματικής μια ολόκληρη μικροβιακή κοινότητα.
Νόμιζε ότι θα υπήρχαν ελάχιστα δείγματα ζωής στις ακραίες συνθήκες του ορυχείου, αλλά τελικά βρέθηκε μια νέα, άγνωστη ομάδα οργανισμών- πιθανώς οι μικρότεροι ζωντανοί οργανισμοί που έχουν βρεθεί ποτέ.
Η ανακάλυψη χαμένων DΝΑ από το μακρινό παρελθόν είναι ακόμα μία πιθανή χρήση της νέας τεχνικής.
Τα 2006 διεθνής ομάδα ερευνητών στην Καλιφόρνια ανέκτησε γενετικό υλικό από οστό Νεάντερταλ, ηλικίας 38.000 ετών.
Οι επιστήμονες βρήκαν 65.000 ζευγάρια βάσης του DΝΑ του Νεάντερταλ, που αντιστοιχεί σε 0,002% ολόκληρου του γονιδιώματος.
Στη συνέχεια, τα συνέκριναν με το ανθρώπινο γονιδίωμα και βρήκαν πως το 99,5% των δύο γονιδιωμάτων ήταν πανομοιότυπα.
Οι ερευνητές συμπέραναν πως ο τελευταίος κοινός πρόγονός τους έζησε πριν από 700.000 χρόνια.
Ανάλογη μέθοδο χρησιμοποίησαν άλλοι ερευνητές για να βρουν τμήμα του DΝΑ ενός μαμούθ στη Σιβηρία και μιας αρκούδας των σπηλαίων, που έχει εξαφανιστεί πλέον.
Η μεταγονιδιωματική φαίνεται ότι θα ρίξει φως στη θαυμαστή ποικιλία των μικροβίων.
Δισεκατομμύρια άγνωστοι έως σήμερα μικροβιακοί οργανισμοί ζουν στο χώμα ή το νερό, περιμένοντας την ανακάλυψή τους.
Από τους πρωτεργάτες της αποκωδικοποίησης του ανθρωπίνου γονιδιώματος, ο Κρεγκ Βέντερ έβαλε στόχο να βρει νέα γονίδια με τη μεταγονιδιωματική.
Το 2003, ξεκίνησε ένα πιλοτικό πρόγραμμα στη Θάλασσα των Σαργασσών στις Βερμούδες.
Συλλέγοντας μερικές εκατοντάδες λίτρα θαλασσινού νερού, ανακάλυψε 1,2 εκατομμύρια νέα γονίδια από χιλιάδες μικροβιακά είδη- σε μια θάλασσα που όλοι νόμιζαν ότι είναι το αντίστοιχο της Σαχάρας.
Ο Βέντερ αποφάσισε να επεκτείνει το πρόγραμμα σε όλο τον πλανήτη.
Τον Αύγουστο του ίδιου χρόνου ξεκίνησε το γύρο του κόσμου με το επιστημονικά εξοπλισμένο ιστιοπλοϊκό του.
Στόχος του, να χαρτογραφήσει τη ζωή στους ωκεανούς με μεγάλη λεπτομέρεια.
Το ταξίδι κράτησε 10 μήνες, περνώντας από την ανατολική ακτή των Η.Π.Α. στην Καραϊβική, από τη Διώρυγα του Παναμά στον Ειρηνικό, γύρω από τα Νησιά Γκαλάπαγκος και στη Γαλλική Πολυνησία, συλλέγοντας νερό από σημεία που απείχαν μεταξύ τους μερικές εκατοντάδες χιλιόμετρα.
Στην πορεία, ο Βέντερ ανακάλυψε 6 εκατομμύρια νέα γονίδια.
Τα περισσότερα έμοιαζαν με γονίδια που ήδη ξέρουμε, αλλά περίπου 2.000 από αυτά είναι μοναδικά.
Οι ανακαλύψεις αυτές ενδέχεται να αλλάξουν μέχρι και τον τρόπο με τον οποίο οι επιστήμονες ταξινομούν τα είδη.
«Πλέον η ταξινόμηση των ειδών βρίσκεται υπό αμφισβήτηση», λέει ο Τζο Χάντελσμαν.
Μπορούν επίσης να χρησιμοποιηθούν για τον έλεγχο του περιβάλλοντος.
Με τη χρήση της μεταγονιδιωματικής, επιστήμονες παρακολουθούν τις μικροβιακές κοινότητες σε κοραλλιογενείς ατόλες του Ειρηνικού, βλέποντας εμφανείς αλλαγές λόγω των ανθρώπινων δραστηριοτήτων.
2007
Δεν υπάρχουν σχόλια:
Δημοσίευση σχολίου