Epigenetica se referă literalmente la ceea ce este suprapus geneticii. Procesele epigenetice explică modul în care expunerea continuă la factorii de mediu modelează răspunsurile de adaptare rapidă.
Aceste procese de adaptare sunt esențiale pentru supraviețuirea tuturor speciilor, în special într-un mediu în schimbare din ce în ce mai rapidă. Dacă doriți să cunoașteți particularitățile acestei ramuri științifice, continuați să citiți.
Nu toată moștenirea genetică este obținută prin gene
De la școală, aflăm că trăsături precum culoarea ochilor și textura părului sunt guvernate de gene, părțile ADN-ului care codifică proteinele care sunt moștenite, dar aceasta este doar o parte a procesului.Adevărul este că genele, codificate de baze azotate, reprezintă doar 1,5% din ADN-ul total.
Ce se întâmplă cu acel uriaș 98,5% rămas? Ei bine, nu se știe complet. Aceste porțiuni necodificate ar putea fi considerate similare cu Deep Web-ul. Făcând o analogie, informațiile conținute acolo nu pot fi accesate folosind un browser tradițional.
Epigenomul este, de asemenea, moștenit
Până acum sunt cunoscute secvențe care nu codifică proteine, dar sunt ținta proceselor de reglare a genelor. Astfel, s-a descris că aceste secvențe necodante pot fi „marcate” și că aceste mărci constituie un sistem care guvernează expresia genelor. Acesta este ceea ce a fost numit epigenomul.
Epigenetica funcționează prin etichete sau semne chimice care, adăugate la cromozomi sau histone, activează sau dezactivează genele.
Noul fenotip rezultat este transmis de la o celulă la celulele sale fiice în diviziune celulară, dar este, de asemenea, moștenit de la o ființă vie la descendenții ei. Aceste trăsături pot fi menținute timp de mai multe generații. Iată câteva exemple de modificări epigenetice în regnul animal.
Carapa defensivă a puricilor de apă
Puicii de apă dulce aparțin unui gen de crustacee planctonice numită Daphnia. Acești micuți pot detecta substanțele chimice produse de prădătorii lor atunci când sunt în preajmă.
Astfel, la perceperea acestei amenințări, crește un fel de zid de apărare. Mai exact, animalul suferă modificări ale arhitecturii carapacei, ceea ce mărește grosimea și rigiditatea procuticulei.
În plus, aceste nevertebrate prezintă și schimbări mai sofisticate care se adaptează la strategia de vânătoare a fiecărui prădător. De exemplu, D. pulex dezvoltă „colți” care contracarează strângerea larvelor de fantomă pitică Chaoborus (Diptera).
Dimpotriva, in prezenta pradatorului Notonecta glauca, specia Dapnia longicephala dezvolta creste care impiedica patrunderea botului pradatorului. Aceste transformări ale puricilor de apă se datorează epigeneticii.
Oricât de minunat este, ceea ce este mai frapant este că și descendenții lor se vor naște cu astfel de căști și adesea acest fenomen continuă chiar și la nepoții lor. Astfel, apărarea se moștenește între generații.
Epigenetica și adaptarea la schimbările climatice
În 2016, oamenii de știință canadieni au demonstrat că o populație de pești roți (Leucoraja ocellata), care locuiește în sudul Golfului St. Lawrence, a devenit mai mică ca răspuns la apele mai calde. Ei și-au redus dimensiunea corpului cu 45% în comparație cu alte populații.
Oamenii de știință au raportat că aceste patine s-au adaptat la temperaturile calde ale apei, care sunt cu aproximativ 10°C mai calde decât alte locuri din golf.Aceasta este o adaptare importantă, deoarece atunci când oceanul se încălzește, conținutul de oxigen scade, ceea ce face dificilă oxigenarea adecvată a peștilor mai mari.
Studiul a detectat 3653 de modificări ale expresiei genelor lor care au reflectat, pe lângă modificarea dimensiunii corpului, altele asociate cu procese fiziologice. Cu excepția variațiilor epigenetice detectate, secvența genelor sale a fost identică cu cea a unei alte populații de patine de Atlantic.
Studiul modificărilor epigenetice produse de insecticide
Expunerea la insecticide exercită o presiune puternică asupra speciilor de insecte, deoarece fără niciun mijloc de mecanisme de rezistență acestea nu vor supraviețui. Utilizarea insecticidelor în programele de control al vectorilor și dăunătorilor este inevitabilă din motive de sănătate publică și în agricultura industrială.
Dovezile sugerează că, pe lângă mecanismele de rezistență cunoscute, procesele epigenetice pot juca un rol important.Modificările epigenetice ale ADN-ului ca răspuns la expunerea la insecticid ar putea crea un mod sensibil de acțiune pentru a îmbunătăți adaptarea timpurie. Din acest motiv, este un domeniu de cercetare științifică intensă.
