Εγγραφείτε στο επιστημονικό ενημερωτικό δελτίο του CNN στο Wonder Theory. Εξερευνήστε το σύμπαν με νέα σχετικά με συναρπαστικές ανακαλύψεις, επιστημονικές προόδους και πολλά άλλα.
Με τον εντυπωσιακό του χρώμα, το γιγάντιο πάντα είναι ένα είδος άμεσα αναγνωρίσιμο.
Ωστόσο, υπάρχει μια χούφτα γιγάντια πάντα που δεν είναι ασπρόμαυρα. Αυτά τα μεγαλοπρεπή πλάσματα με καφέ και λευκή γούνα ζουν σε μια ενιαία οροσειρά στην Κίνα. Και τώρα, σύμφωνα με μια νέα μελέτη, οι επιστήμονες μπορεί να έχουν αποκαλύψει το μυστικό πίσω από την ασυνήθιστη γούνα των εξαιρετικά σπάνιων πάντα.
Η εργασία, η οποία περιελάμβανε τη μελέτη της γενετικής πολλών πάντα στην άγρια φύση και σε αιχμαλωσία, πρότεινε ότι τα πάντα με καφέ και άσπρη γούνα είναι αποτέλεσμα φυσικής ποικιλίας και όχι σημάδι αιμομιξίας σε έναν πληθυσμό που μειώνεται.
Το πρώτο καφέ πάντα γνωστό στην επιστήμη ήταν ένα θηλυκό που ονομαζόταν Dandan. Ένας τοπικός δασοφύλακας βρήκε την άρρωστη αρκούδα τον Μάρτιο του 1985 στην κομητεία Foping στα βουνά Qinling της επαρχίας Shaanxi. Το πάντα κρατήθηκε σε αιχμαλωσία μέχρι το θάνατό του το 2000.
Από την ανακάλυψη του Dandan πριν από δεκαετίες, έχουν αναφερθεί 11 θεάσεις, τεκμηριωμένες από επίσημες πηγές ειδήσεων ή προσωπικούς λογαριασμούς που μοιράστηκαν με τους συγγραφείς αυτής της τελευταίας μελέτης, η οποία δημοσιεύτηκε στις 4 Μαρτίου στο περιοδικό PNAS.
«Οι επαναλαμβανόμενες περιπτώσεις καφέ πάντα δείχνουν ότι αυτό το χαρακτηριστικό μπορεί να είναι κληρονομικό. Ωστόσο, η γενετική βάση που κρύβεται πίσω από το καφέ-λευκό χρώμα του τριχώματος παραμένει ασαφής μέχρι σήμερα», γράφουν οι συγγραφείς.
Η καλύτερη κατανόηση του διακριτικού χρωματισμού θα μπορούσε να βοηθήσει στην υποστήριξη των προσπαθειών αναπαραγωγής καφέ και λευκών πάντα σε αιχμαλωσία, δήλωσε ο επικεφαλής συγγραφέας Dr. Fuwen Wei, καθηγητής οικολογίας άγριας ζωής και βιολογίας διατήρησης στο Ινστιτούτο Ζωολογίας της Κινεζικής Ακαδημίας Επιστημών του Πεκίνου. Σύμφωνα με την Κόκκινη Λίστα Απειλούμενων Ειδών της Διεθνούς Ένωσης για τη Διατήρηση της Φύσης, η θέση του γιγάντιου πάντα ως είδος κινδυνεύει.
Ένα οικογενειακό δέντρο panda
Για να καταλάβουν τι κρύβεται πίσω από αυτό το χαρακτηριστικό, οι ερευνητές μελέτησαν το Qizai, ένα αρσενικό καφέ πάντα που διασώθηκε ως μικρό από το Εθνικό Φυσικό Καταφύγιο Foping στο Hanzhong το 2009. Αυτή τη στιγμή είναι το μόνο καφέ πάντα σε αιχμαλωσία.
Όταν συγκρίθηκε κάτω από ένα μικροσκόπιο με δείγματα μαλλιών από τρία ασπρόμαυρα πάντα, η καφετιά γούνα του Qizai έδειξε λιγότερα και μικρότερα μελανοσώματα, μικροσκοπικές δομές που βρέθηκαν στα κύτταρα που είναι υπεύθυνα για τις χρωστικές του δέρματος και των μαλλιών στα θηλαστικά. Επιπλέον, τα μελανοσώματα ήταν πιο πιθανό να έχουν ακανόνιστο σχήμα, διαπίστωσε η ομάδα της μελέτης.
Στη συνέχεια οι ερευνητές συνέλεξαν γενετικές πληροφορίες για τον Qizai και συνέταξαν το γενεαλογικό του δέντρο. Το φρέσκο θηλυκό πάντα, ή το σκούπισμα της αρκούδας, που συλλέχτηκε στο αποθεματικό αποκάλυψε την ταυτότητα της άγριας μητέρας του, ενός ασπρόμαυρου θηλυκού πάντα που φορούσε ένα κολάρο, γνωστό ως Νιούνιου.
Οι ερευνητές αναγνώρισαν επίσης τον γιο του Qizai, ένα ασπρόμαυρο πάντα που γεννήθηκε σε αιχμαλωσία το 2020. (Η ομάδα μελέτης αναγνώρισε αργότερα τον πατέρα του Qizai, Xiyue, ένα άγριο αλλά διωκόμενο ασπρόμαυρο πάντα, μελετώντας τη γενετική ενός μεγαλύτερου πληθυσμού πάντα.)
Οι επιστήμονες εξέτασαν τις γενετικές πληροφορίες των μελών της οικογένειας του Qizai και τις συνέκριναν με τις γενετικές πληροφορίες 12 ασπρόμαυρων πάντα από τα βουνά Qinling και 17 ασπρόμαυρων πάντα από άλλες περιοχές της Κίνας χρησιμοποιώντας πληροφορίες από περιττώματα και δείγματα αίματος.
Ενώ κανένα από τα στενά μέλη της οικογένειας του Qizai δεν είχε καφέ γούνα, οι ερευνητές κατάφεραν να δείξουν ότι οι γονείς και ο γιος του είχαν όλοι ένα αντίγραφο του υπολειπόμενου χαρακτηριστικού σε ένα γονίδιο που ονομάζεται Bace2, ενώ ο Qizai είχε δύο αντίγραφα.
Τα γονίδια ενός ατόμου μπορούν να φέρουν υπολειπόμενα χαρακτηριστικά, όπως μπλε μάτια ή κόκκινα μαλλιά στον άνθρωπο, χωρίς να εμφανίζονται ως φυσικό χαρακτηριστικό. Κάθε γονέας πρέπει να έχει ένα αντίγραφο της γενετικής παραλλαγής και να το μεταβιβάσει για να εμφανιστεί το χαρακτηριστικό στους απογόνους, όπως συμβαίνει με το Qizai.
Η γενετική ανάλυση λύνει ένα μυστήριο
Χάρη στην ανάλυση ενός δείγματος ιστού που ήταν αποθηκευμένο σε αιθανόλη για περισσότερες από δύο δεκαετίες, οι επιστήμονες μπόρεσαν επίσης να καθορίσουν την αλληλουχία του γονιδιώματος του Dandan, του πρώτου γνωστού καφέ πάντα. Ο Dandan είχε το ίδιο υπολειπόμενο χαρακτηριστικό, διαπίστωσαν οι ερευνητές.
Στη συνέχεια, οι επιστήμονες διεξήγαγαν μια πιο ολοκληρωμένη ανάλυση 192 ασπρόμαυρων γιγάντων πάντα για να επαληθεύσουν το υπεύθυνο γονίδιο ως Bace2. Η μετάλλαξη που προκάλεσε την καφέ γούνα συνέβη μόνο σε δύο πάντα που προέρχονταν από τα βουνά Qinling στο Shaanxi, όχι στην επαρχία Sichuan, όπου ζουν τα περισσότερα γιγάντια πάντα της Κίνας.
Για να επιβεβαιώσουν τα αποτελέσματα, οι επιστήμονες χρησιμοποίησαν το εργαλείο επεξεργασίας γονιδίων CRISPR-Cas9 για να διαγράψουν τη γενετική αλληλουχία που εντόπισαν ότι προκαλεί τη μετάλλαξη στο γονίδιο Bace2 σε 78 εργαστηριακά ποντίκια. Η αλλαγή μείωσε τον αριθμό και το μέγεθος των μελανοσωμάτων στα ποντίκια.
«Το χρώμα της γούνας των νοκ-άουτ ποντικών είναι ανοιχτό καφέ», είπε ο Wei, ο οποίος είναι επίσης πρόεδρος του Γεωργικού Πανεπιστημίου Jiangxi στο Nanchang, στην επαρχία Jiangxi της Κίνας.
“Αποδεικνύει ότι αυτή η διαγραφή έχει τη δυνατότητα να αλλάξει το χρώμα του τριχώματος ενός ποντικιού, καθώς η οδός μελάγχρωσης είναι σχετικά διατηρημένη (κοινή) στα θηλαστικά. Επομένως, είναι πολύ πιθανό αυτή η μετάλλαξη να επηρεάσει το χρώμα του τριχώματος ενός καφέ πάντα.”
Φυσική παραλλαγή έναντι ενδογαμίας
Δεν είναι σαφές τι προκάλεσε τη γενετική μετάλλαξη. Ο Wei είπε ότι πρέπει να σχετίζεται με το συγκεκριμένο περιβάλλον των βουνών Qinling, το οποίο έχει διαφορετικό κλίμα από το Sichuan. Η γενετική μετάλλαξη δεν φαίνεται να είναι αποτέλεσμα ενδογαμίας, όπως υποψιαζόταν κάποτε, είπε.
«Είναι πιο πιθανό να πρόκειται για φυσική παραλλαγή και όχι ενδογαμία. Η ανάλυση της σχέσης μας δείχνει ότι οι γονείς του Qizai δεν έχουν στενή σχέση», πρόσθεσε ο Wei.
Ο Tiejun Wang, αναπληρωτής καθηγητής στο τμήμα φυσικών πόρων στο Πανεπιστήμιο του Twente στην Ολλανδία, είπε ότι ήταν καλά νέα ότι ο μοναδικός χρωματισμός δεν φαίνεται να είναι αποτέλεσμα ενδογαμίας. Ο Wang, ο οποίος έχει σπουδάσει καφέ πάντα, δεν συμμετείχε στη μελέτη.
«Για όσους ανησυχούν για αυτό το είδος, αυτή είναι μια θετική εξέλιξη», είπε ο Wang, ο οποίος είπε ότι εργάστηκε ως φύλακας στα βουνά για 10 χρόνια.
Ο Wang είπε ότι επαίνεσε την ομάδα “για τις τεράστιες προσπάθειές της να ρίξουν φως σε αυτό το επιστημονικό ερώτημα”.
Για περισσότερες ειδήσεις και ενημερωτικά δελτία του CNN, δημιουργήστε έναν λογαριασμό στο CNN.com