Οι επιστήμονες ενδέχεται να έδωσαν τέλος σε μια αντιπαράθεση δεκαετιών σχετικά με την εξέλιξη των νυχτερίδων, συμπεριλαμβανομένων αμφιλεγόμενων ερωτημάτων για το πότε άρχισαν να επικοινωνούν και να πετούν, όπως δείχνει μια μελέτη-σταθμός.
Η νέα έρευνα, που δημοσιεύθηκε την Τετάρτη (23 Σεπτεμβρίου) στο περιοδικό Nature, αποτελεί τη μεγαλύτερη μελέτη DNA και απολιθωμάτων νυχτερίδας που έχει διεξαχθεί ποτέ. Οι ερευνητές δημιούργησαν νέες, υψηλότατης ποιότητας αλληλουχίσεις γονιδιώματος για 41 είδη νυχτερίδων, τις οποίες ανέλυσαν μαζί με 62 υπάρχουσες αλληλουχίες, παρέχοντας ένα σύνολο δεδομένων-ρεκόρ με 103 γονιδιώματα και 44 απολιθώματα νυχτερίδων.
«Είναι εκπληκτικό», δήλωσε στο Live Science η συνεπιβλέπουσα της μελέτης Emma Teeling, καθηγήτρια μοριακής εξέλιξης και φυλογενετικής θηλαστικών στο Πανεπιστημιακό Κολλέγιο του Δουβλίνου, «μετά από δεκαετίες έρευνας και αντικρουόμενων ευρημάτων, ανακαλύψαμε επιτέλους πώς και πότε εξελίχθηκαν οι νυχτερίδες».
Η εμφάνιση στην Ευρώπη και ο πρώιμος ηχοεντοπισμός
Η ανάλυση υποδηλώνει ότι οι νυχτερίδες εμφανίστηκαν στην Ευρώπη πριν από περίπου 65 εκατομμύρια χρόνια, διαψεύδοντας προγενέστερες υποθέσεις που πρότειναν ασιατική, αφρικανική ή βορειοαμερικανική προέλευση πριν από περίπου 50 εκατομμύρια χρόνια. Επιπλέον, οι ερευνητές διαπίστωσαν ότι ο ηχοεντοπισμός και η πραγματική πτήση εξελίχθηκαν νωρίς στις νυχτερίδες, πριν από περίπου 50 εκατομμύρια χρόνια, και όχι επανειλημμένα, αφού δηλαδή είχαν αρχίσει να διαφοροποιούνται οι σύγχρονες νυχτερίδες.
«Αυτή η μελέτη μεταμορφώνει την έρευνα για την εξέλιξη των νυχτερίδων, επειδή τελικά μας δίνει ένα ισχυρό, ξεκάθαρο οικογενειακό δέντρο και βιογεωγραφία, κάτι που διέφευγε από τους επιστήμονες για δεκαετίες», δήλωσε από την πλευρά της η συνεπιβλέπουσα της μελέτης Sonja Vernes, καθηγήτρια και επικεφαλής της Ερευνητικής Ομάδας Νευρογενετικής της Φωνητικής Επικοινωνίας στο Πανεπιστήμιο του St Andrews στο Ηνωμένο Βασίλειο. «Αν κατανοήσεις σωστά το γενεαλογικό δέντρο, όλα τα άλλα σχετικά με την εξέλιξη των νυχτερίδων αρχίζουν να μπαίνουν στη θέση τους».
Από τη νυχτερίδα-μέλισσα στα παράξενα είδη της Μαδαγασκάρης
Η μελέτη περιέλαβε μέλη και από τις 21 αναγνωρισμένες οικογένειες νυχτερίδων, καθώς και ορισμένα από τα πιο αξιοσημείωτα είδη νυχτερίδων που είναι γνωστά στη Γη. Για παράδειγμα, το σύνολο δεδομένων περιείχε τη νυχτερίδα-μέλισσα (Craseonycteris thonglongyai, γνωστή και ως νυχτερίδα του Κίτι με γουρουνίσια μύτη), η οποία, με μήκος περίπου 1 ίντσα (ή 2,5 εκατοστά), θεωρείται το μικρότερο θηλαστικό στη Γη, καθώς και τη νυχτερίδα της Μαδαγασκάρης (Myzopoda aurita), η οποία διαθέτει βεντούζες στους καρπούς και τους αστραγάλους της για να τη βοηθούν να προσκολλάται σε λείες επιφάνειες.
Η ερευνητική ομάδα – η οποία αποτελούνταν από 137 επιστήμονες συνδεδεμένους με το Bat1K, ένα διεθνές εγχείρημα για τη χαρτογράφηση των γονιδιωμάτων όλων των ζώντων ειδών νυχτερίδας – χρησιμοποίησε προηγμένες τεχνικές αλληλούχισης DNA και υπολογιστικές μεθόδους για να ταυτοποιήσει επιμέρους γονίδια και να ανασχεδιάσει το γενεαλογικό δέντρο των νυχτερίδων.
«Η αξία που προσφέρουμε έγκειται στις καινοτόμες μεθόδους και τα ανεπανάληπτα δεδομένα, τα οποία μαζί συνθέτουν ένα εξελικτικό δέντρο που περιλαμβάνει όλα αυτά τα απολιθώματα-κλειδιά», δήλωσε στο Live Science η συνεξέταστρια της μελέτης Liliana Dávalos, καθηγήτρια φυλογενετικής και τροπικής αποψίλωσης των δασών στο Πανεπιστήμιο Stony Brook της Νέας Υόρκης.
Το μυστικό της εξελικτικής επιτυχίας
Μεταξύ άλλων ανακαλύψεων, οι ερευνητές διαπίστωσαν ότι ένα απολίθωμα ηλικίας 50 εκατομμυρίων ετών από τη νότια Γαλλία, το οποίο ανήκει στο εξαφανισμένο είδος Vielasia sigei και φέρει σημάδια εξελιγμένου ηχοεντοπισμού, τοποθετείται στον αρχαιότερο κλάδο του οικογενειακού δέντρου των νυχτερίδων. Αυτό υποδεικνύει ότι ο ηχοεντοπισμός προηγείται της διαφοροποίησης των σύγχρονων νυχτερίδων. Το εύρημα αυτό, σε συνδυασμό με το αποτέλεσμα ότι η πραγματική πτήση εμφανίστηκε νωρίς στις νυχτερίδες, βοηθά να εξηγηθεί γιατί αυτή η εξελικτική γραμμή υπήρξε τόσο επιτυχημένη και εξελίχθηκε σε περισσότερα από 1.500 είδη παγκοσμίως σήμερα, σύμφωνα με τη μελέτη.
Αφού εμφανίστηκαν στην Ευρώπη, οι νυχτερίδες διασκορπίστηκαν γρήγορα στην Αφρική, δημιουργώντας έναν κόμβο Ευρώπης-Αφρικής από τον οποίο εξαπλώθηκαν στην Ασία, την Αμερική και την Αυστραλία, υποδηλώνουν τα αποτελέσματα. Οι νυχτερίδες είναι τα μόνα θηλαστικά που έχουν την ικανότητα πραγματικής πτήσης, δηλαδή χτυπούν τα φτερά τους και δεν περιορίζονται απλώς στην ανεμοπορία ή την πτώση με τη μορφή αλεξίπτωτου.
Μακροζωία, ανοσία και οφέλη για τον άνθρωπο
Κατά τη διάρκεια της εξέλιξής τους, έχουν αποκτήσει μεγαλύτερο προσδόκιμο ζωής από άλλα θηλαστικά παρόμοιου μεγέθους, επιβιώνοντας 8 έως 10 φορές περισσότερο από ό,τι αναμενόταν και εμφανίζοντας ελάχιστα σημάδια γήρανσης και καρκίνου, σύμφωνα με τη μελέτη.
«Ορισμένα είδη νυχτερίδας ζουν εξαιρετικά πολύ για το μέγεθός τους και μπορούν να ξεπερνούν ασθένειες που θα έκαναν εμάς σοβαρά άρρωστους», δήλωσε η Vernes. «Μέχρι τώρα, δεν είχαμε μια αρκετά στερεή βάση για να κατανοήσουμε σωστά πώς οι νυχτερίδες ανέπτυξαν τα πιο εξαιρετικά χαρακτηριστικά τους, από την πτήση και τον ηχοεντοπισμό έως το εκπληκτικό προσδόκιμο ζωής και την ανθεκτικότητά τους στις ασθένειες. Τώρα διαθέτουμε αυτή τη βάση».
Το γονιδιωματικό υλικό που δημιουργήθηκε για τη μελέτη θέτει τα θεμέλια για μελλοντική έρευνα σχετικά με τη μακροζωία και την ανθεκτικότητα των νυχτερίδων στις ασθένειες, με πιθανά οφέλη για τον άνθρωπο, ανέφερε η Vernes. «Αν μπορέσουμε να κατανοήσουμε πώς το επιτυγχάνουν αυτό σε γενετικό επίπεδο, θα μπορούσε τελικά να μας βοηθήσει να σχεδιάσουμε προσπελάσεις εμπνευσμένες από τις νυχτερίδες για τη βελτίωση της ανθρώπινης υγείας», σημείωσε.
Η σημασία για τα οικοσυστήματα
Τα ευρήματα θα μπορούσαν επίσης να βοηθήσουν στη διατήρηση των νυχτερίδων μέσω γονιδιωματικών μεθόδων. Η προστασία των νυχτερίδων είναι σημαντική επειδή βοηθούν στη διατήρηση υγιών οικοσυστημάτων μέσω της επικονίασης φυτών, διασπείροντας σπόρους και καταναλώνοντας τεράστιους αριθμούς επιβλαβών εντόμων, δήλωσε η Vernes. Απομένει επίσης περισσότερη δουλειά για την ταυτοποίηση του προγόνου όλων των ζώντων νυχτερίδων, του οποίου το γονιδίωμα οι ερευνητές επιχείρησαν να ανακατασκευάσουν για πρώτη φορά.
«Για μένα, αυτό δεν είναι το τέλος της ιστορίας», δήλωσε η Vernes. «Είναι μόλις το πρώτο κεφάλαιο».
