Najnovija studija otkriva da su žohari, neka od najotpornijih bića na planeti, tokom miliona godina „posuđivali“ velike količine DNK od bakterija koje žive u njima. Ovo otkriće otvara nova pitanja o evoluciji i načinu na koji se vrste prilagođavaju ekstremnim uslovima.
Žohari se dugo smatraju stvorenjima koja mogu preživjeti gotovo sve, dijelom zahvaljujući svom DNK-u koji sadrži čitav niz mehanizama za preživljavanje,od neutralizacije otrova do regeneracije izgubljenih dijelova tijela.
Studija istraživača sa Univerziteta u Sydneyju donosi novo razumijevanje genoma žohara. Naučnici su otkrili da su ovi insekti preuzeli velike količine DNK od bakterije Blattabacterium cuenoti, koja živi unutar njihovih ćelija i pomaže im u recikliranju azota.
Iako je ranije bilo poznato da ova bakterija ima važnu ulogu u životu žohara, sada je otkriveno da je tokom evolucije prenijela desetine hiljada dijelova svog genetskog koda domaćinu.
Ovaj proces poznat je kao horizontalni prijenos gena (HGT). Dok je čest među bakterijama i mikroorganizmima, dugo se smatralo da je mnogo rjeđi kod složenijih organizama poput životinja i biljaka.
Analizom genoma 18 vrsta žohara i termita, istraživači su pronašli čak 40.485 dijelova bakterijske DNK. Prije ovog otkrića najveći broj horizontalno prenesenih gena kod jednog složenog organizma bio je manji od 300.
„Naši nalazi ukazuju na sveprisutni horizontalni prijenos gena u genomima složenih organizama, s mogućim velikim utjecajem na prilagođavanje i nastanak novih vrsta“, naveli su istraživači u radu objavljenom u časopisu PNAS.
Genetski arsenal za preživljavanje
Ovo otkriće dodatno objašnjava nevjerovatnu otpornost žohara. Američki žohar (Periplaneta americana) ima jedan od najvećih genoma među insektima – oko 3,38 milijardi baznih parova, što je veličinom slično ljudskom genomu.
Njihova snaga krije se u velikom broju gena povezanih s detoksikacijom, što im omogućava da se hrane razgrađenim materijalom, prežive u zagađenim sredinama i razviju otpornost na insekticide.
Osim toga, žohari imaju snažan imuni sistem i izuzetno razvijen osjećaj za hranu, s više od 500 receptora za okus koji im pomažu da izbjegnu otrovne materije.
Dok se geni uglavnom prenose s roditelja na potomke, horizontalni prijenos događa se kada ćelije različitih vrsta dođu u blizak kontakt. U ovom slučaju, ćelije žohara su tokom evolucije preuzele dijelove DNK bakterije B. cuenoti.
Neki od tih genetskih fragmenata stari su najmanje 28,7 miliona godina, što sugerira da možda imaju važnu ulogu u opstanku ovih insekata.
Misterija koju nauka tek treba otkriti
Ipak, naučnici još uvijek ne znaju tačno čemu služe svi preneseni dijelovi DNK. Moguće je da pomažu žoharima u preživljavanju, da nemaju nikakvu posebnu funkciju ili da predstavljaju neutralne promjene koje evolucija nije uklonila.
Njihova dugotrajna prisutnost kroz milione godina ukazuje da bi mogli imati određenu korist za ove izuzetno prilagodljive insekte.
Ovo otkriće moglo bi pomoći i u razvoju novih metoda kontrole štetočina, posebno kod vrsta poput njemačkog žohara (Blattella germanica), koji se proširio svijetom zahvaljujući ljudskim migracijama i razvio veliku otpornost na insekticide.
Naučnici vjeruju da će buduća istraživanja genoma žohara, uz pomoć tehnologija poput uređivanja gena CRISPR-Cas9, otkriti kakvu ulogu ima ova „posuđena“ DNK i koliko je horizontalni prijenos gena zapravo oblikovao evoluciju života na Zemlji.