Timp de zeci de ani, oamenii de știință au fost nedumeriți și intrigați de o întrebare extrem de fascinantă, și anume: de ce ființele umane au mult mai puțin păr pe corp decât alte primate și, în general, decât majoritatea mamiferelor terestre? Cercetătorii genetici tocmai au publicat un articol în revista eLife care vin cu un răspuns foarte interesant.
Realizând un studiu genetic exhaustiv, o echipă de oameni de știință americani a descoperit că ființele umane posedă toate genele necesare pentru a produce un strat complet de păr pe corp.
Dar se pare că, pe parcursul a sute de mii de ani de evoluție, au avut loc schimbări care au împiedicat ca aceste gene particulare să fie exprimate pe deplin. Cercetătorii au descoperit că activitatea în regiuni separate ale genomului uman a fost probabil responsabilă pentru această suprimare, evidențiind complexitatea modului în care potențialul genetic este realizat – sau nu – în dezvoltarea reală a organismelor biologice.
Această descoperire revoluționară nu a apărut în urma unui studiu exclusiv al ADN-ului uman. În schimb, cercetătorii de la Universitatea din Pittsburgh și de la Universitatea din Utah s-au bazat pe o analiză comparativă a materialului genetic colectat de la 62 de mamifere diferite, dintre care unele dezvoltă cantități mari de păr corporal, iar altele nu.
„Am adoptat abordarea creativă de a folosi diversitatea biologică pentru a învăța despre propria noastră genetică”, a explicat geneticianul uman și coautor al studiului, Dr. Nathan Clark, într-un comunicat de presă al Universității din Utah care prezintă studiul eLife. „Acest lucru ne ajută să identificăm regiunile din genomul nostru care contribuie la ceva important pentru noi”.
Oprirea creșterii părului la nivel genetic
În total, oamenii de știință implicați în această cercetare au studiat 19.149 de gene răspândite pe scară largă între cele 62 de specii, împreună cu materialul genetic găsit în 343.598 de regiuni necodificatoare sau reglatoare (zone din genomul animalelor care nu contribuie direct la expresia genelor, dar care totuși o încurajează sau o inhibă într-un anumit fel). Această abordare comparativă nu a mai fost încercată până acum, ceea ce face ca rezultatele obținute să fie complet unice.
„Pentru a găsi baza genetică a cantității reduse de păr, am folosit metoda noastră bazată pe ratele de evoluție, RERconverge, pentru a identifica secvențele codificatoare și necodificatoare care evoluează la rate semnificativ diferite la așa-numitele mamifere fără păr în comparație cu mamiferele păroase”, au explicat cercetătorii în articolul lor din eLife.
RERconverge
RERconverge este o tehnică de analiză a datelor care poate detecta legăturile dintre evoluția genelor sau a grupurilor de gene și evoluția trăsăturilor biologice reale care însoțesc astfel de schimbări evolutive. Este un instrument matematic puternic care le oferă cercetătorilor geneticieni informații despre modul în care diverse caracteristici – cum ar fi cantitatea de păr corporal și modelele de creștere a acestuia – sunt legate de istoria genetică sau evolutivă generală a unei specii.
Pentru a descoperi sursa diferențelor dintre diferitele mamifere, oamenii de știință au căutat gene la animalele fără păr care au evoluat mai repede decât genele similare din speciile cu păr. Având o bază de date atât de mare de informații genetice de studiat, aceste comparații au dezvăluit influența regiunilor de reglementare care ar putea uneori opri creșterea părului.
Deși oamenii de știință au reușit să identifice genele specifice legate de creșterea părului, au descoperit că aceste gene ar putea fi influențate în mod semnificativ de regiuni de reglementare care nu codifică direct pentru crearea părului, dar care ajută la determinarea modului în care genele de creștere a părului acționează și se comportă. Aceste regiuni pot avea grijă ca genele de creștere a părului să fie stimulate să intre în acțiune sau să fie oprite de la a se exprima complet, în funcție de propriile caracteristici legate de ADN.
Numeroase gene de creștere a părului și regiunile de reglementare care le influențează au fost identificate prin intermediul tehnicilor de calcul RERconverge. În plus, oamenii de știință au găsit și alte gene sau grupuri de gene care păreau să contribuie la creșterea părului, dar în moduri pe care cercetătorii nu au reușit să le înțeleagă.
„Există un număr bun de gene despre care nu știm prea multe”, a declarat Dr. Amanda Kowalczyk, genetician la Universitatea din Pittsburgh și co-autor al studiului. „Credem că acestea ar putea avea roluri în creșterea și întreținerea părului”.
Toate acestea fac parte dintr-un puzzle evolutiv și genetic complex, care abia acum începe să dezvăluie unele dintre secretele sale ascunse de mult timp.
De ce făcea baie în vin alb Mary, regina Scoţiei! O dovadă ştiinţifică
De ce evoluția favorizează lipsa părului (o parte din timp)
În cursul analizei lor, cercetătorii au descoperit un lucru deosebit de fascinant, și anume că istoria evolutivă care a făcut ca oamenii să dezvolte regiuni necodificatoare care au inhibat creșterea părului s-a repetat și la alte animale.
Strămoșii delfinilor și balenelor , rinocerilor și șobolanilor cârtiță goi, împreună cu alte mamifere fără păr, au dezvoltat, de asemenea, treptat, regiuni de reglementare în genomul lor care au oprit genele responsabile de creșterea părului. Aceste alte specii au potențialul de a le crește părul pe tot corpul, la fel ca și oamenilor, dar la un moment dat, în timpul evoluției lor, au încetat să mai facă acest lucru, la fel ca și oamenii.
„Pe măsură ce animalele sunt supuse unei presiuni evolutive pentru a pierde părul, genele care codifică părul devin mai puțin importante”, a declarat Dr. Clark. „De aceea, ele accelerează rata schimbărilor genetice permise de selecția naturală. Unele modificări genetice ar putea fi responsabile de pierderea părului. Altele ar putea fi daune colaterale după ce părul încetează să mai crească”.
Oamenii de știință din domeniul evoluției au teoretizat că mai puțin păr ar putea ajuta speciile să se mențină răcoroase în climatele calde sau să se deplaseze mai ușor și mai eficient prin apă, dacă trăiesc în medii acvatice. În cazul mamiferelor terestre, mai puțin păr face, de asemenea, ca absorbția vitaminei D din lumina solară să fie mai eficientă (vitamina D menține sănătatea oaselor, a mușchilor și a dinților) și poate reduce, de asemenea, vulnerabilitatea la infestarea cu paraziți care cauzează boli.
S-a speculat adesea că succesul împerecherii la primii oameni ar fi putut fi influențat de lipsa părului, dacă într-adevăr lipsa relativă de păr era considerată mai atractivă pentru membrii sexului opus. Dacă acest lucru ar fi adevărat, ar fi putut accelera considerabil evoluția lipsei de păr la primii oameni.
Desigur, a avea păr ar putea avea și avantaje evolutive, chiar și pentru oameni , ceea ce ar putea explica de ce încă mai crește liber pe anumite părți ale anatomiei umane.
Tratament pentru căderea părului? O nouă descoperire medicală
Ramificațiile medicale ale studiului genetic aprofundat
Pe baza succesului metodologiei analitice pe care au aplicat-o, Dr. Clark și cohortele sale intenționează să folosească aceeași abordare pentru a identifica regiunile genetice care ar putea fi implicate în prevenirea cancerului, în prelungirea duratei de viață și fie în rezistența, fie în vulnerabilitatea la alte afecțiuni grave de sănătate.
„Aceasta este o modalitate de a determina mecanismele genetice globale care stau la baza diferitelor caracteristici”, a explicat Dr. Clark.
În ceea ce privește mecanismele care determină căderea părului, oamenii de știință cred că cunoștințele pe care le-au acumulat ar putea avea aplicații practice. Ei speră ca descoperirile lor să poată fi folosite în cele din urmă pentru a dezvolta metode de reactivare a proceselor de creștere a părului la cei care suferă de calviție sau de alte afecțiuni (precum alopecia) care opresc creșterea părului.
Cu o experiență de 15 ani în domeniul jurnalismului IT&C, Cristi Popa este un expert în a traduce complexitatea tehnologică în termeni simpli și ușor de înțeles pentru publicul larg. Pasionat de inovație și tehnologie, el urmărește îndeaproape evoluțiile din industrie și le aduce la cunoștința cititorilor într-un mod captivant și informativ.