Πώς το μυστηριώδες γιγάντιο καλαμάρι - που φτάνει το μέγεθος ενός σχολικού λεωφορείου, με μάτια στο μέγεθος πιάτων φαγητού και πλοκάμια που μπορούν να αρπάξουν το θήραμα από απόσταση 9 μέτρων - έγινε τόσο τρομακτικά μεγάλο;
Σήμερα, σημαντικές ενδείξεις για την ανατομία και την εξέλιξη του μυστηριώδους γιγαντιαίου καλαμαριού (Architeuthis dux) αποκαλύφθηκαν με τη δημοσίευση της πλήρους αλληλουχίας του γονιδιώματός του από μια ομάδα με επικεφαλής το Πανεπιστήμιο της Κοπεγχάγης, στην οποία συμμετέχει η επιστήμονας Caroline Albertin από το Θαλάσσιο Βιολογικό Εργαστήριο (MBL) του Woods Hole.
Τα γιγάντια καλαμάρια σπάνια βλέπονται και δεν έχουν ποτέ αλιευθεί και διατηρηθεί ζωντανά, πράγμα που σημαίνει ότι η βιολογία τους (ακόμη και ο τρόπος αναπαραγωγής τους) παραμένει σε μεγάλο βαθμό μυστήριο. Η αλληλουχία του γονιδιώματος μπορεί να προσφέρει σημαντικές πληροφορίες.
"Όσον αφορά τα γονίδιά του, διαπιστώσαμε ότι το γιγάντιο καλαμάρι μοιάζει πολύ με άλλα ζώα. Αυτό σημαίνει ότι μπορούμε να μελετήσουμε αυτά τα πραγματικά παράξενα ζώα για να μάθουμε περισσότερα για τον εαυτό μας", λέει ο Albertin, ο οποίος το 2015 ηγήθηκε της ομάδας που αλληλούχισε το πρώτο γονιδίωμα ενός κεφαλόποδου (η ομάδα που περιλαμβάνει τα καλαμάρια, τα χταπόδια, τις σουπιές και τον ναυτίλο).
Με επικεφαλής τον Rute da Fonseca του Πανεπιστημίου της Κοπεγχάγης, η ομάδα ανακάλυψε ότι το γονιδίωμα του γιγάντιου καλαμαριού είναι μεγάλο: με εκτιμώμενα 2,7 δισεκατομμύρια ζεύγη βάσεων DNA, έχει περίπου το 90% του μεγέθους του ανθρώπινου γονιδιώματος.
Ο Albertin ανέλυσε διάφορες αρχαίες και γνωστές οικογένειες γονιδίων στο γιγάντιο καλαμάρι, κάνοντας συγκρίσεις με τα άλλα τέσσερα είδη κεφαλόποδων που έχουν αλληλουχηθεί και με το ανθρώπινο γονιδίωμα.
Διαπίστωσε ότι σημαντικά αναπτυξιακά γονίδια σχεδόν σε όλα τα ζώα (Hox και Wnt) υπήρχαν σε απλά αντίγραφα μόνο στο γονιδίωμα του γιγάντιου καλαμαριού. Αυτό σημαίνει ότι αυτό το γιγάντιο, ασπόνδυλο πλάσμα - από καιρό πηγή παραδόσεων για τα θαλάσσια τέρατα - ΔΕΝ έγινε τόσο μεγάλο μέσω του διπλασιασμού ολόκληρου του γονιδιώματος, μια στρατηγική που η εξέλιξη χρειάστηκε πολύ χρόνο για νααύξηση του μεγέθους των σπονδυλωτών.
Έτσι, για να μάθουμε πώς αυτό το είδος καλαμαριού γιγαντώθηκε τόσο πολύ, χρειάζεται περισσότερη διερεύνηση του γονιδιώματός του.
"Το γονιδίωμα είναι ένα πρώτο βήμα προς την απάντηση πολλών ερωτημάτων σχετικά με τη βιολογία αυτών των πολύ παράξενων ζώων", δήλωσε ο Albertin, όπως το πώς απέκτησαν τον μεγαλύτερο εγκέφαλο μεταξύ των ασπόνδυλων, τις εξελιγμένες συμπεριφορές και την ευελιξία τους και την απίστευτη ικανότητά τους στο άμεσο καμουφλάζ.
Το γιγάντιο καλαμάρι έχει γίνει αντικείμενο ιστοριών τρόμου. Σε αυτή την πρωτότυπη εικονογράφηση από το βιβλίο του Ιουλίου Βερν "20.000 λεύγες κάτω από τη θάλασσα", ένα γιγάντιο καλαμάρι αρπάζει έναν αβοήθητο ναύτη. (Εικόνα: Alphonse de Neuville)
"Παρόλο που τα κεφαλόποδα έχουν πολλά πολύπλοκα και περίτεχνα χαρακτηριστικά, πιστεύεται ότι έχουν εξελιχθεί ανεξάρτητα από τα σπονδυλωτά. Συγκρίνοντας τα γονιδιώματά τους μπορούμε να ρωτήσουμε: "Είναι τα κεφαλόποδα και τα σπονδυλωτά το ίδιο δομημένα ή είναι διαφορετικά δομημένα;"" δήλωσε ο Albertin.
Ο Albertin εντόπισε επίσης περισσότερα από 100 γονίδια της οικογένειας των πρωτοκαδερινών - που συνήθως δεν απαντώνται σε αφθονία στα ασπόνδυλα - στο γονιδίωμα του γιγάντιου καλαμαριού.
"Οι πρωτοκαδερίνες θεωρούνται σημαντικές για τη σωστή σύνδεση ενός περίπλοκου εγκεφάλου", λέει η ίδια. "Θεωρούνταν καινοτομία στα σπονδυλωτά, οπότε εκπλαγήκαμε πραγματικά όταν βρήκαμε πάνω από 100 από αυτές στο γονιδίωμα του χταποδιού (το 2015)." "Αυτό ακουγόταν σαν ένας υπαινιγμός για το πώς φτιάχνεις έναν περίπλοκο εγκέφαλο." Και βρήκαμε επίσης μια παρόμοια επέκταση των πρωτοκαδερίνων στογιγαντιαίο καλαμάρι".
Τέλος, εξέτασε μια οικογένεια γονιδίων που (μέχρι στιγμής) είναι μοναδική για τα κεφαλόποδα, τις λεγόμενες ρεφλεκτίνες. "Οι ρεφλεκτίνες κωδικοποιούν μια πρωτεΐνη που εμπλέκεται στην παραγωγή ιριδισμού. Το χρώμα είναι σημαντικό μέρος του καμουφλάζ, οπότε προσπαθούμε να κατανοήσουμε τι κάνει αυτή η οικογένεια γονιδίων και πώς λειτουργεί", λέει ο Albertin.
"Η ύπαρξη αυτού του γονιδιώματος του γιγάντιου καλαμαριού είναι ένα σημαντικό στοιχείο που μας βοηθά να κατανοήσουμε τι κάνει ένα κεφαλόποδο κεφαλόποδο, και μπορεί επίσης να μας βοηθήσει να κατανοήσουμε πώς νέα και καινοτόμα γονίδια προκύπτουν κατά την εξέλιξη και την τελειοποίηση".
