Epigenetik hänvisar bokstavligen till vad som läggs ovanpå genetik. Epigenetiska processer förklarar hur kontinuerlig exponering för miljöfaktorer formar snabbt adaptiva svar.
Dessa anpassningsprocesser är nyckeln till överlevnaden för alla arter, särskilt i en miljö som förändras allt snabbare. Om du vill veta särdragen hos denna vetenskapliga gren, fortsätt läsa.
Allt genetiskt arv erhålls inte av gener
Sedan skolan har vi lärt oss att egenskaper som ögonfärg och hårstruktur styrs av gener, de proteinkodande delarna av DNA som ärvs, men detta är bara en del av processen.Sanningen är att gener, kodade av kväveh altiga baser, endast utgör 1,5 % av det totala DNA:t.
Vad händer med de enorma återstående 98,5 %? Tja, det är inte helt känt. Dessa icke-kodande delar kan anses likna Deep Web. Som en analogi kan informationen där inte nås med en traditionell webbläsare.
Epigenomet är också ärvt
Hittills är sekvenser som inte kodar för proteiner kända, men som är målet för genregleringsprocesser. Således har det beskrivits att dessa icke-kodande sekvenser kan "märkas" och att dessa märken utgör ett system som styr genuttryck. Detta är vad som har kallats epigenomet.
Epigenetik fungerar genom kemiska taggar eller märken som, läggs till kromosomer eller histoner, slår på eller av gener.
Den resulterande nya fenotypen överförs från en cell till dess dotterceller i celldelning, men den ärvs också från en levande varelse till dess avkomma. Dessa egenskaper kan bibehållas i flera generationer. Här är några exempel på epigenetiska förändringar i djurriket.
Vattenloppans försvarsskal
Sötvattenloppor tillhör ett släkte av planktoniska kräftdjur som kallas Daphnia. Dessa små kan upptäcka kemikalier som produceras av deras rovdjur när de är i närheten.
Således, när man uppfattar detta hot, växer en sorts försvarsmur. Specifikt genomgår djuret förändringar i ryggsköldens arkitektur, vilket ökar tjockleken och styvheten hos prokutikeln.
Dessutom visar dessa ryggradslösa djur också mer sofistikerade förändringar som anpassar sig till varje rovdjurs jaktstrategi. D. pulex utvecklar till exempel "huggtänder" som motverkar greppet av dvärgspöket Chaoborus (Diptera) larver.
Tvärtom, i närvaro av rovdjuret Notonecta glauca, utvecklar arten Dapnia longicephala krön som hindrar inträngningen av rovdjurets nos. Dessa omvandlingar av vattenloppan beror på epigenetik.
Fantastiskt som det är, vad som är mer slående är att deras avkommor också kommer att födas med sådana hjälmar, och ofta fortsätter detta fenomen även hos deras barnbarn. Därmed ärvs försvaret mellan generationer.
Epigenetik och anpassning till klimatförändringar
Under 2016 visade kanadensiska forskare att en population av skridskofiskar (Leucoraja ocellata), som lever i södra St. Lawrencebukten, har blivit mindre som svar på varmare vatten. De har minskat sin kroppsstorlek med 45 % jämfört med andra populationer.
Forskare rapporterade att dessa skridskor hade anpassat sig till varma vattentemperaturer, som är cirka 10°C varmare än andra platser i viken.Detta är en viktig anpassning, eftersom när havet värms upp minskar syreh alten, vilket gör det svårt för större fiskar att syresätta tillräckligt.
Studien upptäckte 3653 förändringar i uttrycket av deras gener som återspeglade, förutom förändringen i kroppsstorlek, andra associerade med fysiologiska processer. Förutom de epigenetiska variationerna som upptäcktes, var sekvensen för dess gener identisk med den hos en annan population av atlantiska skridskor.
Studien av epigenetiska förändringar producerade av insekticider
Exponering för insekticider utövar ett starkt tryck på insektsarter, eftersom de inte kommer att överleva utan några resistensmekanismer. Användningen av insekticider i vektor- och skadedjursbekämpningsprogram är oundviklig av folkhälsoskäl och i industriellt jordbruk.
Bevis tyder på att epigenetiska processer, förutom kända resistensmekanismer, kan spela en viktig roll.Epigenetiska förändringar i DNA som svar på exponering för insekticider kan skapa ett känsligt verkningssätt för att förbättra tidig anpassning. Av denna anledning är det ett område för intensiv vetenskaplig forskning.
