Tajemnice Samotnika George’a
Zmarły w 2012 roku żółw olbrzym Lonesome George był ostatnim przedstawicielem gatunku Chelonoidis abingdonii.Credit: Rodrigo Buendia/AFP/Getty
Lonesome George, ostatni przedstawiciel Chelonoidis abingdonii, gatunku żółwia olbrzymiego endemicznego dla maleńkiej wyspy Pinta na Wyspach Galapagos, nie umarł na próżno. Naukowcy w tym tygodniu prezentują jego genom w czasopiśmie Nature Ecology and Evolution (V. Quesada et al. Nature Ecol. Evol. https://doi.org/10.1038/s41559-018-0733-x; 2018), wraz z genomem odległego, ale wciąż istniejącego kuzyna George’a, żółwia olbrzymiego Aldabra Aldabrachelys gigantea. Porównanie tych genomów z genomami różnorodnych gatunków odblokowuje skarbnicę tajemnic na temat tego, jak żółwie olbrzymie stają się tak duże, długowieczne (zwykle do wieku) i odporne na infekcje i raka.
Once upon a time, wyspy od Malty do Mauritiusa mógł pochwalić się własnymi gatunkami gigantycznych żółwi. Ale nigdzie nie ma większego synonimu żółwia olbrzymiego niż na Wyspach Galapagos – i to dosłownie, ponieważ archipelag wziął swoją nazwę od galapago, hiszpańskiego słowa oznaczającego żółwia. Uwięzione w odizolowanych miejscach i wolne od drapieżników żółwie z Galapagos stały się większe niż ich przodkowie z kontynentu, a dzięki raczej powolnemu metabolizmowi są w stanie przetrwać na skromnych racjach żywnościowych dostępnych na wyspach. Wolny metabolizm i duże rozmiary mają tendencję do korelowania z długim życiem i rzadkim rozmnażaniem. Nie jest więc zaskoczeniem, że pojawienie się ludzi sprawiło, że żółwie giganty stały się gotowe do wyginięcia. Te wielkie stworzenia poruszały się zbyt wolno, by uniknąć rzezi, i rozmnażały się zbyt rzadko, by zrekompensować straty. Nawet jeśli udało im się rozmnażać, ich jaja i młode były łatwym łupem dla innych wprowadzonych gatunków, takich jak szczury, których wyeliminowanie jest postrzegane jako klucz do odbudowy populacji żółwi olbrzymich (patrz W. T. Aguilera et al. Nature 517, 271; 2015).
Ludzkość, jednak, nie była wyłącznie winna. Porównanie genomu Samotnika George’a – który zmarł w 2012 roku – z genomami innych żółwi pokazuje, że efektywna wielkość populacji jego gatunku ulegała powolnemu spadkowi przez co najmniej milion lat. Można się tego spodziewać w przypadku gatunku dużego, wolno rozmnażającego się zwierzęcia, zamkniętego na małej wyspie, gdzie wybór partnera jest ograniczony. Żółw olbrzymi z Aldabry doświadczył więcej wzlotów i upadków, ale dla odizolowanych gatunków wyspiarskich, upadki mogą zbyt często okazać się katastrofalne.
Zwierzęta, które żyją przez długi czas podejmują wysiłki, aby uniknąć wczesnej śmierci, a żółwie olbrzymie są wśród najdłużej żyjących wszystkich zwierząt lądowych. Chociaż genetyka długowieczności została zbadana u długowiecznych ssaków, rozszerzenie jej na żółwie powinno oświetlić bardziej ogólne cechy genetycznej podstawy długowieczności.
Geny podlegające pozytywnej selekcji u żółwi olbrzymich obejmują te, których ekspresja została również powiązana z dojrzałym wiekiem u ludzi. Szczegółowe badania 891 genów zaangażowanych w funkcjonowanie układu odpornościowego ujawniły duplikacje w genach żółwi, których nie zaobserwowano u ludzi, a u żółwi olbrzymich jest więcej genów supresorowych nowotworów niż u kręgowców w ogóle. Duplikacje co najmniej jednego proto-onkogenu zaangażowanego w zdrowie mitochondriów mogą odnosić się do lepszej odpowiedzi na stres oksydacyjny, znany jako ważny czynnik w starzeniu się. Podobnie, duplikacje genów zaangażowanych w naprawę DNA zostały odnotowane jako związane z długowiecznością u kilku gatunków. Wariant genu zaangażowanego w naprawę DNA jest również obecny u długowiecznego nagiego szczura kretowego (Heterocephalus glaber), przypuszczalnie jest to przykład ewolucji konwergentnej. Podobnie, ekspansja czynnika elongacji została powiązana z długowiecznością muszek owocowych Drosophila, u których ten gen jest nadekspresyjny. I tak dalej.
A jednak żółw to wciąż żółw. Niektóre szczegóły genomów żółwi olbrzymich mogłyby rzucić światło na aspekty osobliwej ewolucji i rozwoju żółwi, takie jak ich skorupa. Należy zatem zachować ostrożność w bezpośrednim odnoszeniu wniosków z długowieczności żółwi do ludzi. Długowieczność gatunku to coś więcej niż tylko kwestia listy genów – jest ona związana ze wszystkimi aspektami historii życia gatunku. Chociaż nagi szczur kretowaty może żyć 30 lat, jest to cecha szczególna dla gryzoni, których życie jest na ogół szybkie, szalone i krótkie. To nic wielkiego w porównaniu z żółwiem, człowiekiem czy nawet wielorybem, którego dwustuletni okres życia czyni go najdłużej żyjącym ze wszystkich ssaków – i który bez wątpienia ma wiele innych osobliwości charakterystycznych dla wielorybów. W obliczu specyficznego losu własnego gatunku, życie pozostaje w dużej mierze tym, co się z niego czyni.