물이 많은 지하 동굴에서 생물은 영원한 자정에 산다. 세대에 걸쳐, 그들은 고립되고 독특한 환경에 적응했습니다. 그들의 과거의 피부와 맹목적인 눈은 수명, 생존 기아, 인간의 안과 질병에 빛을주는 진화와 유전 적 적응의 비밀을 가질 수 있습니다.
슬로베니아에있는 류블 랴나 대학교의 동물 학자 인 피터 트론 텔즈 (Peter Trontelj)는“이 동굴은 고립 된 세계입니다. "표면 아래 2 미터로 가면 완전히 다른 생태 조건으로 새로운 세상에 들어갑니다."
특정 동물은 식물이 자라지 않는이 어두운 서식지에 적응할 수 있으며 슬로베니아에서 발견되는 것과 같은 가벼운 동굴은 진화 생물학의 자연 실험실입니다. Trontelj는 유럽 OLM을 조사하는 Genevolcav 프로젝트를 이끌고 있습니다. 이 희귀 동굴 도롱뇽은 4 개의 뾰족한 다리와 악어의 주둥이가있는 작은 유령 수영 뱀과 비슷합니다. 오래 전, Olm의 조상들은 지상에 살았지만,이 동굴에서 한 번, 그들은 새로운 환경에 대처하기 위해 극적인 물리적 변화를 겪었습니다. OLM은 이런 식으로 진화 할 수있는 유일한 생물이 아닙니다.
역사적으로, 진화론 생물 학자들은 우리가 시간을 거슬러 올라가서 진화의 타임 라인을 재생한다면, 우리는 아마도 다른 진화의 길을 취할 수 있으며 세계와 생물은 완전히 다르게 보일 것이라고 생각했다. 하지만 동굴은 이것이 사실이 아니라는 것을 보여줍니다.
Trontelj는 지하 동굴과 같은 가볍고 영양이 부족한 환경에 대한 동물의 적응은“일반적으로 예측 가능하다”고 말했다. "우리는 이제마다 같은 방식으로 갈 것임을 알고 있습니다."
Trontelj와 그의 동료들은 이것이 중부 및 남동 유럽에서 발견되는 유럽 OLM에서 사실임을 보여주었습니다. Genevolcav는이 희귀 동굴 도롱뇽에 대한 우리의 이해를 뒤집 었습니다. 이전에 생각했던 것처럼 하나의 종 대신에, 그들은 9 개의 잠재적으로 다른 종의 OLM을 발견했으며, 각각은 영원한 물 어둠에서 독립적으로 유사한 특성을 진화 시켰습니다.
모두 같은 표백 된 피부, 시력이없는 눈, 길쭉한 주둥이를 가지고 있지만,이 종은 자정 동굴로가는 길을 찾은 다른 개별 조상에서 내려 왔습니다. Trontelj는“모든 것이 독립적으로 일어 났지만 다소 평행 한 방식으로 일어났습니다.
Genevolcav는 인간 게놈보다 약 16 배 더 큰 OLM 게놈을 조립하고 OLM이 고유 한 환경에 적응할 수있는 유전 적 변화를 식별하는 것을 목표로합니다. "변화는 동일하거나 매우 유사하지만 문제는 다음과 같습니다.‘동일한 유전자로 인한 것이고 같은 돌연변이인가?"
이 질문에 대답하기 위해, 그와 동료들은 어두운 홈에 뛰어 들어 지하로 뛰어 들었고, 때로는 400m 깊이의 구덩이로 내려 가서 olms를 측정하고 피부를 면봉하여 DNA를 수집합니다. 그들은 이러한 질문을 조사하기 위해 수백 개의 샘플이 필요하며, 이는 인간 의학에 중요한 영향을 줄 수 있습니다.
Trontelj는“더 넓은 관점에서 흥미로운 OLM의 특성이 몇 가지 있습니다. 이 유백색 양서류는 수백 년 동안 표면 기반 조상보다 10 배 더 오래 살 수 있으며 수년간의 기아에서 살아남을 수 있습니다. 어둠 속에서 Olms는 색상을 잃고 눈을 멀게합니다.
Trontelj는“동굴 물고기 에서이 안료 손실과 안구 변성은 여러 가지 다른 유전자로 인해 발생할 수 있으며, 그 중 일부는 연결되어 있습니다. 과학자들은 또한이 유전자 그룹을 인간의 눈 변성 및 알비 니즘의 일부 병리학 적 상태와 연결했습니다. Trontelj는“예측 가능한 방식으로 발생하는 이러한 메커니즘을 이해하면 인간의 일부 퇴행성 질병에 대한 우리의 이해에 도움이 될 수 있습니다.
그러나 이제이 틈새 서식지에서만 살아남을 수있는 OLM은 취약합니다. Trontelj는“이 동굴과 지하수는 상당히 멸종 위기에 처해 있으며 때로는 오염에 의해 매우 위협을받습니다. "우리가 새로운 종을 설명하지 않으면 이름이 없다면 완전히 맹세 한 종들이 할 수있는 보존주의를받지 못할 것입니다." 웜, 갑각류, 심지어 지구의 어두운 홈에 서식하는 물고기들에게도 마찬가지입니다.
고대 프로젝트를 이끄는 Alejandro Martínez는 그러한 생물의 데이터베이스를 만들기 위해 노력하고 있습니다. 이미 330,000 개가 넘는 출품작이있는 그의 데이터베이스는 과학 문헌에 모든 서면 언어로 출판 된 지하 동굴 동물 군에 대한 모든 참조를 그려냅니다.
이 지하 생물에 대한 연구를 개척 한 자연 주의자 Lazare Botosaneanu의 책과 관련하여“Stygofauna Mundi”데이터베이스라고 불립니다. Martínez는“우리는이 모든 정보를 공개적으로 제공하기 위해 노력하고 있습니다.
데이터베이스 항목의 약 10 %는 특히 Martínez에 관심이있는 동물입니다. 해안 대수층에 사는 Anchialine 환경이라고도합니다. 이 지하 동굴을 특별하게 만드는 것은 그들의 물이 짠맛, 근처의 바다의 지하 균열과 균열을 통해 공급되며, 담수가 위에서 섞여 있다는 것입니다. 이 환경은 Martínez가 자란 카나리아 제도를 포함하여 전 세계에서 발견됩니다.
Martínez는“이 동물들 중 다수는 이러한 유형의 서식지에만 해당되어 있으며 다른 곳에서는 찾을 수 없습니다. 그들은“이상한”것처럼 보이고 어떻게 든“원시”라고 덧붙였다. "그들은 화석 기록에서 우리가 알고있는 것들과 비슷하지만 지금은 멸종되었습니다."
다른 사람들은 조상들을 바다에서 동물들과 나누지 만 동굴에서의 격리는 그들이 교배 할 수 없다는 것을 의미하며,이를 통해 과학자들은 동굴 거주자를 햇빛에 비교할 수 있습니다. 마르티네즈는“그들은 서로 유 전적으로 가깝지만 형태 학적으로는 매우 다릅니다. "전 세계의 이러한 유형의 종을 비교함으로써 우리는 동물이 새로운 환경에 적응하기 위해 어떻게 동물 모양을 변화시키는 지 더 잘 이해하려고 노력할 수 있습니다."
.마르티네즈는 데이터베이스 자체에 종을 추가했습니다. 고대 프로젝트의 일환으로, 그는 지중해, 카리브해 및 여러 대서양의 대서양 군도에서 약 50 개의 동굴을 샘플링했습니다. 그는 동굴에서 동물의 상대적 풍부를 측정하고 일부를 포착 한 다음 형태 학적으로 그리고 유 전적으로 설명했습니다. 그러나 데이터베이스는 첫 번째 단계 일뿐입니다. "우리는이 모든 계보에서 발생하는 일반적인 성을 볼 수 있습니다."라고 그는 설명합니다. “우리는 계통 발생의 이러한 혼란스러운 효과를 제거 할 수 있습니다.”또는 종이 어떻게 진화하고,“형태 학적 변화를 이해하고 있습니다.”
지하 자정 동굴에서 생물 다양성의 폭을 문서화함으로써 과학자들은 진화의 본질과 동물의 변화 방식을 밝힐 수 있습니다. 그러나 마르티네즈는 또한 지하 세계에 대한 데이터베이스와 연구가 더 많은 의문을 제기 할 뿐이라는 것을 알고 있습니다. 사실, 그는이 어두운 물 동굴로 계속 돌아 오는 이유입니다. 
Sarah Wild는 수상 경력에 빛나는 과학 기자입니다.
이 기사는 원래 에 출판되었습니다 Horizon, EU 연구 및 혁신 잡지 .
리드 사진 :Lucacavallari / Shutterstock
