Daphnia pulex na prvi pogled izgleda kao običan mikroskopski rak, gotovo neprimjetna ljudskom oku. No, u slatkovodnim ekosistemima širom svijeta, ova minijaturna životinja igra ključnu ulogu, ne samo kao plijen za različite vrste, već i kao regulator algi, koje mogu izazvati ozbiljne ekološke i ekonomske posljedice. Međutim, značaj ove vrste daleko nadilazi njeno prirodno stanište – D. pulex je postala jedna od najvažnijih životinja u naučnim istraživanjima evolucije.
D. pulex je "modelni organizam," što znači da se koristi u brojnim istraživanjima kako bi se bolje razumjeli biološki fenomeni. Zanimljivo je da je ova vrsta prvi rak čiji je genom u potpunosti sekvencioniran 2011. godine, a vodena buha, koja ima više gena od čovjeka, postala je neprocjenjiv alat za biološka istraživanja. Zbog njenog klonalnog, odnosno aseksualnog razmnožavanja, naučnici mogu detaljno proučavati genetske varijacije kroz različite osobine poput brzine rasta, imunološkog odgovora, veličine pri rođenju i još mnogo toga.
Nedavno su naučnici sa Univerziteta Arizona State, zajedno s kolegama iz Kine i sa Univerziteta Notre Dame, analizirali gotovo 1.000 uzoraka D. pulex i otkrili kako prirodna selekcija utiče na pojedinačne gene kroz godine. Istraživači su primijetili znatne fluktuacije u genetskim varijantama (alelima) čak i u stabilnim uslovima, što bi moglo ukazivati na strategiju koja omogućava prilagođavanje promjenama u okolini uz očuvanje genetske raznolikosti. Ovi rezultati objavljeni su u prestižnom časopisu Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS).
Prema Michaelu Lynchu, glavnom autoru studije s Univerziteta Arizona State, ovo istraživanje prvi put pruža uvid u vremenske promjene u frekvencijama gena, čak i u prividno konstantnim okruženjima. Na taj način, vodena buha pruža uvid u "neprekidnu vrtnju genetske varijacije" u genomu.
Zbog svog brzog razmnožavanja i osjetljivosti na zagađenje, Daphnia se često koristi u laboratorijskim testovima za procjenu toksičnosti u vodi. No, u ovim laboratorijima, njeni geni otkrili su mnogo dublje mehanizme evolucije. Tokom deset godina, istraživači su analizirali genetske varijacije D. pulex u stabilnom okruženju i zaključili da se, iako je postojala promjena u selektivnim pritiscima, nijedan dominantan genetski obrazac nije izdvojio. Ovo pokazuje da evolucija djeluje na daleko suptilnijem nivou nego što se ranije vjerovalo.
Ovo istraživanje osporava dosadašnju ideju da je genetska raznolikost jedini pokazatelj selektivnih pritisaka, jer vodena buha koristi složeniju biološku strategiju koja joj omogućava očuvanje genetske raznolikosti, istovremeno pripremajući se za brzu adaptaciju. Naučnici su primijetili da se geni smješteni na istim hromosomima razvijaju u koordinaciji, omogućavajući brže nasljeđivanje povoljnih kombinacija alela i ubrzavajući proces prilagođavanja okolini.
U kontekstu klimatskih promjena, razumijevanje ovih temeljnih evolucijskih mehanizama postaje ključno. Iako je nemoguće savršeno replicirati prirodne pritiske na vrste u divljini, studije poput ove pružaju osnovu za razumijevanje kako bi druge vrste mogle biti bolje prilagođene budućim promjenama. Ova saznanja mogla bi pomoći u očuvanju ključnih ekosistema i jačanju otpornosti vitalnih prehrambenih lanaca, piše Popular Mechanics.
(DEPO PORTAL/mm)