Tabla de Contenidos
Το 1809, ο Γάλλος φυσιοδίφης Jean Baptiste de Lamarck πρότεινε τον νόμο της κληρονομικότητας των επίκτητων χαρακτηριστικών. Σύμφωνα με αυτήν, τα γνωρίσματα που αποκτώνται στη ζωή θα μεταδοθούν στις επόμενες γενιές. Για παράδειγμα, σύμφωνα με τον Lamarck, εκείνες οι καμηλοπαρδάλεις που επιμήκυναν το λαιμό τους μετέφεραν αυτό το χαρακτηριστικό στους απογόνους τους, κάτι που θα εξηγούσε τα χαρακτηριστικά του λαιμού των σύγχρονων καμηλοπαρδάλεων.
Από διάφορες μελέτες, είναι γνωστό ότι τα επίκτητα χαρακτηριστικά δεν κωδικοποιούνται στο DNA ενός ατόμου και επομένως δεν υπάρχει αρκετή επιστημονική συναίνεση για να επιβεβαιωθεί ότι μπορούν να μεταδοθούν στους απογόνους κατά την αναπαραγωγή. Για να περάσει ένα χαρακτηριστικό στην επόμενη γενιά, πρέπει να είναι στο DNA σας. Λαμβάνοντας αυτό υπόψη, η θεωρία του Lamarck απορρίφθηκε σχεδόν πλήρως μετά το 1930.
Επί του παρόντος, ένα επίκτητο χαρακτηριστικό ορίζεται ως ένα χαρακτηριστικό που παράγει έναν φαινότυπο ως αποτέλεσμα της περιβαλλοντικής επιρροής . Φαινότυπος είναι η έκφραση του γονότυπου, δηλαδή τα χαρακτηριστικά που είναι παρατηρήσιμα (χρώμα ματιών, ύψος, ομάδα αίματος, μεταξύ άλλων). Ο γονότυπος αποτελεί τα γονίδια ενός οργανισμού.
Παρά την απόρριψη της θεωρίας του Lamarck, από τη δεκαετία του 1990 έχουν παρατηρηθεί φαινόμενα που προφανώς δείχνουν αυτό που φαίνεται να είναι κληρονομιά επίκτητων χαρακτηριστικών. Έχουν διεξαχθεί μελέτες σχετικά με αυτό σε οργανισμούς όπως φυτά, σκουλήκια και σπέρμα από ορισμένα θηλαστικά.
Κληρονομικότητα επίκτητων χαρακτηριστικών στα φυτά
Το 1962, σε μια μελέτη του Πανεπιστημιακού Κολλεγίου της Ουαλίας, παρατηρήθηκε ότι τα φυτά λιναριού που καλλιεργήθηκαν σε μέσα πλούσια σε θρεπτικά συστατικά εμφάνισαν τρεις φορές μεγαλύτερο βάρος σε σύγκριση με εκείνα που καλλιεργήθηκαν σε θρεπτικά υλικά φτωχά. Αυτό το χαρακτηριστικό μεταβιβάστηκε για έξι γενιές, ανεξάρτητα από τις συνθήκες καλλιέργειας που χρησιμοποιήθηκαν στη συνέχεια. Βλέποντας αυτό, οι ερευνητές κατέληξαν στο συμπέρασμα ότι η επαγωγή νέων χαρακτηριστικών μπορεί να μεταδοθεί, ανάλογα με τις περιβαλλοντικές συνθήκες και τη γενετική σύνθεση των φυτών.
Κατά τη δεκαετία του 1990, αναφέρθηκαν και άλλες περιπτώσεις κληρονομικότητας επίκτητων χαρακτηριστικών: νανισμός στο ρύζι, διαφορετικοί χρόνοι ωρίμανσης στα υβρίδια μεταξύ σιταριού και σίκαλης και πρώιμη ανθοφορία σε φυτά λίνου, ήταν χαρακτηριστικά που μεταδόθηκαν σταθερά σε τουλάχιστον δύο γενιές.
Ωστόσο, η μοριακή βάση για την κληρονομικότητα επίκτητων χαρακτηριστικών δεν είναι πλήρως γνωστή. Πιστεύεται ότι οι αλλαγές στη γονιδιακή έκφραση δεν προκαλούνται από αλλοίωση της νουκλεοτιδικής αλληλουχίας, δηλαδή δεν συμβαίνουν λόγω μεταλλάξεων. Αντίθετα, θεωρείται ότι η τροποποίηση στους φαινότυπους συμβαίνει λόγω κάποιων άλλων παραγόντων που ανταποκρίνονται αναστρέψιμα σε εξωτερικά ερεθίσματα.
Κληρονομικότητα επίκτητων χαρακτηριστικών στα ζώα
Το 2011, μια μελέτη του Ιατρικού Κέντρου του Πανεπιστημίου της Κολούμπια (CUMC) πειραματίστηκε με στρογγυλούς σκώληκες που ανέπτυξαν αντοχή σε έναν ιό και ήταν σε θέση να μεταδώσουν αυτή την ανοσία στους απογόνους τους για διαδοχικές γενιές. Αυτό είναι άμεση απόδειξη ότι ένα επίκτητο χαρακτηριστικό μπορεί να κληρονομηθεί χωρίς να εμπλέκεται το DNA.
Στη μελέτη τους, οι ερευνητές θεώρησαν ότι η παρεμβολή ριβονουκλεϊκού οξέος (RNAi) εμπλέκεται στην κληρονομικότητα επίκτητων χαρακτηριστικών. Κανονικά, το RNAi εμπλέκεται στην άμυνα κατά των ιών. Όταν ένας ιός μολύνει ένα κύτταρο, το RNAi διασπά το αγγελιαφόρο ριβονουκλεϊκό οξύ (mRNA) που κανονικά υπάρχει στο κύτταρο και είναι συμβατό με τον ιό. Με αυτόν τον τρόπο, ο ιός δεν μπορεί να αναπαραχθεί.
Η παραγωγή RNAi μπορεί να προωθηθεί τεχνητά με την παροχή ιού σε υγιή άτομα. Η ανοσολογική δραστηριότητα που προκύπτει από αυτή τη διαδικασία παρατηρείται σε ζώα που υποβλήθηκαν σε θεραπεία και στους απογόνους τους. Οι ερευνητές κατέληξαν στο συμπέρασμα ότι η ικανότητα προστασίας από τον ιό «απομνημονεύεται» με τη μορφή ιικού RNA, το οποίο στη συνέχεια μεταβιβάζεται στις επόμενες γενιές.
Από την άλλη πλευρά, είναι γνωστό ότι το RNA των σπερματοζωαρίων μπορεί να μεσολαβήσει στη μετάδοση πατρικά επίκτητων φαινοτύπων και εκείνων που προέρχονται από ψυχικό στρες και μεταβολικές διαταραχές που προκαλούνται από τη διατροφή. Ωστόσο, είναι ακόμα άγνωστο πόσοι τύποι επίκτητων χαρακτηριστικών μπορούν να μεταδοθούν στους απογόνους μέσω του σπέρματος και υπό ποιες συνθήκες συμβαίνει αυτό.
Στον άνθρωπο, έχουν αναφερθεί ορισμένες περιπτώσεις κληρονομικότητας επίκτητων χαρακτηριστικών. Ένα που αναφέρεται συχνά είναι αυτό των υποσιτισμένων εγκύων Ολλανδών μητέρων, των οποίων τα παιδιά και τα εγγόνια βρέθηκαν να είναι ευαίσθητα τόσο στην παχυσαρκία όσο και σε άλλες μεταβολικές διαταραχές.
Αυτά τα ευρήματα ενδιαφέρουν την επιγενετική, δηλαδή τη μελέτη αλλαγών στη λειτουργία των γονιδίων που κληρονομούνται και δεν συνεπάγονται αλλαγή στην αλληλουχία του DNA. Παρά τις αντιπαραθέσεις, είναι βολικό να επαναξιολογηθεί η κληρονομιά του Λαμάρκ από την άποψη αυτού του κλάδου, λαμβάνοντας υπόψη τις αναφερόμενες μελέτες σε φυτά, νηματώδεις και σπέρμα θηλαστικών.
Πηγές
Ιατρικό Κέντρο του Πανεπιστημίου Κολούμπια, CUMC. Ιατρικό Ινστιτούτο Howard Hughes. Τα επίκτητα χαρακτηριστικά μπορούν να κληρονομηθούν μέσω μικρών RNA , 2011.
Chen, Q., Yan, W. & Duan, E. Επιγενετική κληρονομικότητα επίκτητων χαρακτηριστικών μέσω RNA του σπέρματος και τροποποιήσεων RNA του σπέρματος . Nat Rev Genet, 17, 733–743, 2016. https://doi.org/10.1038/nrg.2016.106
Sano H. Κληρονομικότητα επίκτητων χαρακτηριστικών στα φυτά: επαναφορά του Lamarck . Plant signaling & Behaviour , 5(4), 346–348, 2010. https://doi.org/10.4161/psb.5.4.10803
