Αγώνας δρόμου για την παραγωγή του «σούπερ κοραλλιού»

Πρόκειται για μια από τις λιγότερο κατανοητές διαδικασίες στη Φύση: πώς μαθαίνουν δύο πολύ διαφορετικά είδη να ζουν μαζί και να δημιουργούν έναν δεσμό, γνωστό ως συμβίωση, που μπορεί να τους προσφέρει ένα ισχυρό εξελικτικό πλεονέκτημα.

Δημοσίευμα του Guardian αναφέρει ότι οι κοραλλιογενείς ύφαλοι συνιστούν τις πιο θεαματικές εκδηλώσεις συμβίωσης – και η κατανόηση της μηχανικής αυτής της αμοιβαίας προσπάθειας καθίσταται επείγουσα, καθώς η υπερθέρμανση του πλανήτη έχει προκαλέσει την εκτεταμένη κατάρρευση των υφάλων σε ολόκληρο τον πλανήτη.

Σε μια προσπάθεια να σταματήσει αυτή την καταστροφή, μια διεθνής ομάδα ερευνητών με επικεφαλής το Ινστιτούτο Wellcome Sanger συνεργάζεται στο project Γονιδιωματική Υδάτινη Συμβίωση (ASG). Ισχυροί αναλυτές αλληλουχίας DNA αποκαλύπτουν τώρα τα γενετικά μυστικά των κοραλλιών – δεδομένα που θα μπορούσαν να αποδειχθούν ζωτικής σημασίας για τη διάσωση των υφάλων του πλανήτη και για την κατανόηση των μυστηριωδών διαδικασιών που οδηγούν στη συμβίωση.

«Οι κοραλλιογενείς ύφαλοι ονομάζονται τροπικά δάση των θαλασσών» λέει στον Guardian ο Μάικλ Σουίτ, από το Πανεπιστήμιο του Ντάρμπι, επικεφαλής του project. «Παρέχουν καταφύγιο σε μια τεράστια ποικιλία θαλάσσιων ζώων και έχουν εκτιμώμενη διεθνή αξία ύψους περίπου 3,5 τρισ. ευρώ ετησίως, λόγω της αλιείας, της τουριστικής βιομηχανίας και της προστασίας των ακτών που υποστηρίζουν».

Ωστόσο η εκτεταμένη λεύκανση των υφάλων από την υπερθέρμανση του πλανήτη προκαλεί πλέον παγκόσμια κρίση. Συχνά ένας ύφαλος ανακάμπτει, αλλά καθώς τα φαινόμενα λεύκανσης γίνονται ολοένα και πιο συχνά, οι ύφαλοι χάνουν την ικανότητά τους να ανακάμψουν και να αποκτήσουν ξανά καλή υγεία. Μεταξύ των περιοχών που έχουν πληγεί περισσότερο είναι ο Μεγάλος Κοραλλιογενής Υφαλος στην Αυστραλία.

Το Παρατηρητήριο Κοραλλιογενών Υφάλων της Εθνικής Υπηρεσίας Ωκεανών και Ατμόσφαιρας των ΗΠΑ αποκάλυψε φέτος ότι το 54% των ωκεανών που περιέχουν υφάλους έχουν υποστεί θερμική καταπόνηση αρκετά υψηλή ώστε να προκαλέσει καταστροφική λεύκανση. «Με τον τρέχοντα ρυθμό λεύκανσης, περίπου το 90% των κοραλλιογενών υφάλων της Γης θα έχουν εξαφανιστεί λειτουργικά μέχρι το 2030 – και δεν θα μπορούν πλέον να υποστηρίξουν τη θαλάσσια ζωή» λέει ο Σουίτ.

Η κατανόηση της ακριβούς σχέσης μεταξύ των κοραλλιών και των συμβιωτικών συντρόφων τους, των φυκιών, αποτελεί πλέον βασικό επίκεντρο της επιστημονικής προσοχής. Το κοράλλι παρέχει προστασία στα φύκια, τα οποία με τη σειρά τους μετατρέπουν την ενέργεια του ήλιου σε τροφή για τα κοράλλια. Αυτό δίνει στο κοράλλι την ενέργεια που χρειάζεται για να αναπτυχθεί, να αναπαραχθεί και να χτίσει τον σκελετό του. Τα φύκια προσφέρουν παράλληλα και το χρώμα του κοραλλιού.

Ωστόσο, υπάρχουν πολλά που δεν γνωρίζουμε ακόμη για αυτή τη συμβίωση – όπως το τι συμβαίνει στα είδη όταν περνούν σε καθεστώς συμβίωσης, τι αλλάζει μέσα τους και τα διαφοροποιεί και πώς συνεργάζονται τα δύο είδη μεταξύ τους. Πρόκειται για κρίσιμα ερωτήματα που πρέπει να απαντηθούν άμεσα, διαφορετικά οι κοραλλιογενείς ύφαλοι θα έχουν καταστραφεί σε λιγότερο από μία δεκαετία.

Στο πλαίσιο του προγράμματος ASG, χιλιάδες δείγματα κοραλλιογενούς DNA μελετώνται τώρα και προσδιορίζεται η αλληλουχία των γονιδιωμάτων τους. Βασικός στόχος είναι ο εντοπισμός των συμβιωτικών εταίρων που βοηθούν τα κοράλλια να αντιστέκονται καλύτερα στην αυξημένη θερμοκρασία της θάλασσας, καθώς και σε ασθένειες που σχετίζονται με αυτήν.

Για την αλληλουχία των γονιδιωμάτων των κοραλλιών οι επιστήμονες του project χρειάστηκε να αναπτύξουν νέες μεθόδους για την εξαγωγή DNA από τους πετρώδεις σκελετούς τους, αλλά και για τον διαχωρισμό του γονιδιώματος του κοραλλιογενούς ζώου από τα συμβιωτικά φύκια. Ετσι, έχουν ήδη κάνει κρίσιμες ανακαλύψεις. Για παράδειγμα, ορισμένα κοινά είδη κοραλλιών που συλλέγονται από την ομάδα αποδεικνύεται ότι αποτελούνται από πολλά διαφορετικά είδη.

Επιπροσθέτως, οι επιστήμονες ανακάλυψαν ότι, αν και το κοραλλιογενές ζώο είναι ο κύριος εταίρος στη συμβίωση, τα γονιδιώματα των φυκιών συχνά αποδεικνύονται διπλάσια από εκείνα των κοραλλιών. Αυτή η πολυπλοκότητα πιθανώς αντανακλά τη δυσκολία που συνεπάγεται η μετατροπή της ενέργειας του ήλιου σε σάκχαρα, ώστε να τροφοδοτήσει ολόκληρη την κοραλλιογενή συνεργασία.

Μόλις απομονωθεί ένα κοράλλι με ένα πολλά υποσχόμενο γονιδίωμα, οι επιστήμονες ελπίζουν ότι στη συνέχεια θα είναι σε θέση να αναπαράξουν αποικίες από ένα μόνο δείγμα ή να χρησιμοποιήσουν γονιδιακή επεξεργασία για να χειριστούν το DNA ενός διαφορετικού τύπου κοραλλιού –ενός που αναπτύσσεται πιο γρήγορα, για παράδειγμα–, έτσι ώστε να αποκτήσει ένα επιθυμητό χαρακτηριστικό, όπως θερμική ανοχή ή αντοχή σε ασθένειες. Ετσι θα δημιουργηθεί ένα «σούπερ κοράλλι».

. . .