Odkrycie, że ludzie mają znacznie mniej genów niż wcześniej sądzono – około 20 000 – zrewolucjonizowało biologię. Ta świadomość, ugruntowana na początku XXI wieku wraz z ukończeniem projektu poznania ludzkiego genomu, skłoniła naukowców do poszukiwania alternatywnych mechanizmów wyjaśniających złożoność organizmów żywych. Epigenetyka stała się kluczową odpowiedzią.
Czym jest epigenetyka?
Epigenetyka opisuje, w jaki sposób cząsteczki oddziałują z DNA i RNA, kontrolując aktywność genów bez zmiany samego kodu genetycznego. Wyobraź sobie dwie identyczne komórki: różne markery epigenetyczne mogą określić radykalnie odmienne zachowanie. Oznacza to, że środowisko, dieta, stres i inne czynniki zewnętrzne mogą bezpośrednio wpływać na ekspresję genów.
Skok ewolucyjny
Epigenetyka dodaje nowy wymiar ewolucji. Zamiast polegać wyłącznie na przypadkowych mutacjach genetycznych, organizmy mogą szybciej się przystosować, modyfikując ekspresję genów poprzez zmiany epigenetyczne. Badanie przeprowadzone w 2019 roku na drożdżach wyraźnie to wykazało: kiedy komórki drożdży zostały wystawione na działanie toksyn, przeżyły te, które epigenetycznie wyciszyły wrażliwy gen, a w kolejnych pokoleniach następnie rozwinęły się mutacje genetyczne, które wzmocniły to wyciszenie. To sugeruje, że zmiany epigenetyczne mogą napędzać ewolucję genetyczną.
Debata: Jak szeroko to ma zastosowanie?
Zakres wpływu epigenetycznego na ewolucję pozostaje przedmiotem dyskusji. Niektórzy biolodzy, na przykład Adrian Bird z Uniwersytetu w Edynburgu, pozostają sceptyczni, argumentując, że czynniki środowiskowe prawdopodobnie nie mają znaczącego wpływu na genomy ssaków. Markery epigenetyczne można usunąć na wczesnym etapie rozwoju embrionalnego, co jeszcze bardziej komplikuje obraz.
Jednak inni, w tym Kevin Lala z Uniwersytetu St Andrews, twierdzą, że dziedziczenie epigenetyczne jest powszechne w życiu. Lala i jego współpracownicy cytują liczne badania potwierdzające ten punkt widzenia. Różnica zdań wynika prawdopodobnie z niedawnego pojawienia się tej dziedziny jako centralnego przedmiotu badań ewolucyjnych.
„Dziedziczenie epigenetyczne to dziedzina, która zmienia się bardzo szybko… przetworzenie i ocena wielkich pomysłów wymaga czasu”. – Kevin Lala
Dlaczego to jest ważne?
Zrozumienie epigenetyki ma daleko idące implikacje. Podważa tradycyjne poglądy na temat dziedziczności, sugerując, że cechy mogą być przekazywane przez mechanizmy inne niż sekwencja DNA. Może to zrewolucjonizować medycynę, rolnictwo i nasze zrozumienie, w jaki sposób życie dostosowuje się do zmieniających się warunków.
Dziedzina ta jest wciąż młoda, ale dowody wskazują, że epigenetyka to nie tylko kolejny szczegół biologiczny, ale fundamentalna siła kształtująca ewolucję życia.
