Skocz do zawartości
Forum Kopalni Wiedzy

Znajdź zawartość

Wyświetlanie wyników dla tagów 'ewolucja' .



Więcej opcji wyszukiwania

  • Wyszukaj za pomocą tagów

    Wpisz tagi, oddzielając je przecinkami.
  • Wyszukaj przy użyciu nazwy użytkownika

Typ zawartości


Forum

  • Nasza społeczność
    • Sprawy administracyjne i inne
    • Luźne gatki
  • Komentarze do wiadomości
    • Medycyna
    • Technologia
    • Psychologia
    • Zdrowie i uroda
    • Bezpieczeństwo IT
    • Nauki przyrodnicze
    • Astronomia i fizyka
    • Humanistyka
    • Ciekawostki
  • Artykuły
    • Artykuły
  • Inne
    • Wywiady
    • Książki

Szukaj wyników w...

Znajdź wyniki, które zawierają...


Data utworzenia

  • Od tej daty

    Do tej daty


Ostatnia aktualizacja

  • Od tej daty

    Do tej daty


Filtruj po ilości...

Dołączył

  • Od tej daty

    Do tej daty


Grupa podstawowa


Adres URL


Skype


ICQ


Jabber


MSN


AIM


Yahoo


Lokalizacja


Zainteresowania

Znaleziono 99 wyników

  1. Zachowanie samic wpływa na jakość i liczebność plemników u ich partnerów. Jeśli uprawiają one seks z wieloma osobnikami (promiskuityzm), samiec musi ulepszyć swoją spermę, by móc zwyciężyć z resztą konkurentów. Uda mu się to tylko wtedy, gdy jego plemniki będą większe i szybsze (Proceedings of the National Academy of Sciences). Naukowcy z McMaster University w Hamilton badali ryby z jeziora Tanganika. Pomysł, że plemniki ewoluują wskutek współzawodnictwa samców, nie jest nowy, lecz do tej pory dysponowano niewieloma dowodami na potwierdzenie tej tezy. Zauważyliśmy, że samce gatunków promiskuitycznych wytwarzają większe i szybsze plemniki niż samce gatunków monogamicznych – podsumowuje profesor Sigal Balshine. W ramach studium akademicy zebrali samce 29 blisko spokrewnionych gatunków ryb z zambijskiego wybrzeża jeziora Tanganika. Przyjrzeli się zależnościom między promiskuityzmem a właściwościami plemników, a następnie posłużyli się symulacją komputerową, która miała zobrazować kierunki ewolucji spermy. Nasze analizy potwierdziły, że plemniki stały się bardziej rywalizujące tuż po zmianie zachowań reprodukcyjnych z monogamicznych na bardziej "rozwiązłe". Pierwszym krokiem na drodze do uzyskania konkurencyjnych plemników była zmiana ilości wytwarzanej energii. Podobnie jak mechanik może sprawić, by samochód jechał szybciej, montując lepszy silnik, ewolucja także wzięła na pierwszy ogień maszynerię napędzającą ruch plemników – podkreśla szef zespołu John Fitzpatrick.
  2. Procesy ewolucji i specjalizacji mogą zachodzić nawet w przypadku... pojedynczych cząsteczek RNA - udowadniają naukowcy z instytutu Scripps. To istotny krok ku zrozumieniu procesu powstawania życia na Ziemi. Odkrycia dokonała dr Sarah Voytek. Badaczka przygotowała w warunkach laboratoryjnych dwa rodzaje tzw. enzymatycznego RNA, a następnie wymieszała je ze sobą i badała ich wzajemne oddziaływania. Powszechnie uważa się, że różne formy enzymatycznego RNA mogły być pierwszymi ziemskimi tworami wykazującymi niektóry cechy organizmów żywych. Świadczą o tym dwie istotne cechy tych cząsteczek: zdolność do przechowywania informacji, zapisanej jako sekwencja nukleotydów w nici RNA, a także właściwości umożliwiające powielanie własnej struktury i informacji genetycznej. Molekuły takie stanowią dzięki temu interesujący model do badań nad ewolucją. Aby sprawdzić, czy dwa rodzaje RNA mogą na siebie oddziaływać podobnie do dwóch gatunków organizmów żywych, dr Voytek zsyntetyzowała dwa rodzaje enzymatycznego RNA. Oba posiadały zdolność do replikacji, lecz proces ten wiązał się z występowaniem mutacji. Jak wykazała badaczka, po pewnym czasie formy niezdolne do wydajnego namnażania zanikały, zaś liczba cząsteczek replikujących się szybko wzrastała. Wyjątkowo ciekawe zjawisko zaobserwowano po zmieszaniu oba rodzajów cząsteczek. Umieszczono je w środowisku zawierającym pięć różnych substancji, które mogły co prawda zostać wbudowane do powstających molekuł, lecz nigdy wcześniej nie uczestniczyły w ewolucji któregokolwiek rodzaju RNA. Efektem doświadczenia była wyraźna specjalizacja poszczególnych "gatunków" - każdy z nich zmutował do postaci umożliwiającej optymalne wykorzystanie określonego składnika, lecz jednocześnie przestawał wykorzystywać związki używane przez cząsteczki z drugiej grupy. Po kilkuset rundach replikacji zaobserwowano jeszcze jedno interesujące zjawisko: zmianę schematu namnażania. Podczas, gdy jeden z "gatunków" RNA pochłaniał niezwykle duże ilości substratów, drugi zużywał zasoby nieco wolniej, lecz pojedyncza tura namnażania kończyła się dla niego wytworzeniem trzykrotnie większej liczby cząsteczek potomnych. Do złudzenia przypomina to różne strategie rozrodcze w świecie ożywionym, gdzie jedne zwierzęta składają tysiące jaj rocznie, zaś inne rodzą nieliczne potomstwo, lecz sprawują nad nim troskliwą opiekę. Prowadzenie badań w skali pojedynczych cząsteczek ma głęboki sens, ponieważ do niedawna brakowało przekonujących danych na temat możliwego scenariusza transformacji form nieożywionych w ożywione. Eksperymenty podobne do tych prowadzonych przez dr Voytek mogą więc stać się niezwykle istotne dla naszego pojmowania procesu ewolucji i rozwoju życia na Ziemi.
  3. Wg japońskich naukowców, trzęsienia ziemi i biały azbest (chryzotyl, Mg6[(OH) 8/Si4O10]) mogły się łącznie przyczynić do powstania życia na naszej planecie. Trzy i pół miliarda lat temu minerał zaliczany do serpentynów włóknistych wyściełał szczeliny w dnie morskim. By odtworzyć takie warunki, Naoto Yoshida i Nori Fujiura z University of Miyazaki doprowadzili do powstania bakteryjnego biofilmu na warstwie gumy. Następnie dodali białego azbestu, trochę plazmidów bakterii z genami antybiotykooporności oraz nieco krzemionki. Później przez minutę potrząsali tą mieszaniną, naśladując niskoenergetyczne wstrząsy sejsmiczne. Gdy po tym wszystkim naukowcy zastosowali antybiotyki, które miały unieszkodliwić bakterie, okazało się, że u ok. 1:10.000 doszło do wychwycenia odpowiednich fragmentów DNA i wytworzenia się lekooporności. Yoshida twierdzi, że taki transfer genów wystarczy, by zwiększyć zróżnicowanie genetyczne i pomóc ewolucji. Inni eksperci demaskują mechanizm leżący u podłoża omawianego zjawiska. Sądzą oni, że igiełki chryzotylu nakłuwały komórki, pozwalając plazmidom wnikać do ich wnętrza. Podobnie jak materiał wykorzystywany kiedyś w budownictwie uszkadzał ludzkie płuca, prowadząc do zagrażającej życiu azbestozy. Biały azbest, zwany też azbestem serpentynowym, jest z chemicznego punktu widzenia zasadowym krzemianem magnezu. Co ważne, czasem dzieli się na długie włókna, które stanowią skupiska elastycznych fibryli. W Polsce występuje na Dolnym Śląsku.
  4. Choć wielu z nas nie docenia Bałtyku i woli spędzać czas nad cieplejszymi akwenami, "polskie" morze jest wyjątkowo interesujące dla biologów. Powód jest prosty: jest ono najmłodszym morzem świata, stanowi więc idealne miejsce do obserwacji procesu ewolucji. Ta ostatnia tymczasem, jak się okazuje, zachodzi niespodziewanie szybko. Odkrycia dokonali uczeni z uniwersytetów w Göteborgu i Sztokholmie. Podczas badania nowego gatunku wodorostów, odkrytego 4 lata temu, zaobserwowali oni, że proces jego odróżniania od ewolucyjnego poprzednika jest zadziwiająco szybki w stosunku do oczekiwań. Opisywany glon, nazwany Fucus radicans, wywodzi się od morszczynu pęcherzykowatego. Choć odkryto go bardzo niedawno, okazuje się, iż jest on niezwykle pospolitym składnikiem ekosystemu Zatoki Botnickiej. Nie byłoby w tym jednak nic dziwnego, gdyby nie fakt, że gatunek ten rozwinął się... maksymalnie 2500, a być może nawet zaledwie 400 lat temu. Tak szybka kolonizacja środowiska przez zupełnie nowy gatunek jest zjawiskiem wyjątkowo rzadkim. Ricardo Pereyra, pracownik Wydzału Ekologii Morza należącego do Uniwersytetu w Göteborgu i jednocześnie jeden z autorów odkrycia, tłumaczy, że zrozumienie dziejów nowoodkrytego gatunku jest istotnym zadaniem z punktu widzenia biologii. Jak wyjaśnia badacz, Fucus radicans jest bardzo pospolity w bałtyckiej Zatoce Botnickiej, więc chcemy zrozumieć jego znaczenie dla ekosystemu.
  5. Dla wielu wirusów mutacja to jedyny sposób na uniknięcie odpowiedzi immunologicznej gospodarza. W przypadku HIV zjawisko to przybiera wyjątkowo interesujący charakter - ukrycie się przed reakcją układu odpornościowego gospodarza osłabia jego zdolność do replikacji, lecz proces ten... szybko odwraca się po przeniesieniu do ciała bardziej podatnego człowieka. Odkrycia, którego autorami są badacze z Uniwersytetu Oksfordzkiego, dokonano podczas badania nosicieli HIV zamieszkujących Zambię. Uczeni zaobserwowali, że tempo replikacji wirusa jest zależne od występowania charakterystycznej mutacji w jednym z genów należących do jego genomu. Jak wykazały dalsze badania, jej obecność znacznie wydłuża czas potrzebny do namnażania patogenu, lecz pozwala mu na skuteczne ukrycie się przed układem odpornościowym. Opisywana mutacja pozwala HIV na uniknięcie interakcji z tzw. układem HLA. Jego zadaniem jest łączenie się z fragmentami białek znajdujących się wewnątrz komórki oraz umieszczanie ich na powierzchni błony komórkowej, gdze mogą zostać zidentyfikowane przez komórki układu odpornościowego. Pozwala to na nieustanną kontrolę stanu komórek i umożliwia wyszukiwanie patologicznych protein znajdujących się w ich wnętrzu. Układ HLA spełnia swoje zadanie bardzo skutecznie, lecz ma także wady. Jedną z nich jest zależność od sekwencji reszt aminokwasowych, czyli fragmentów budujących cząsteczki protein. Jeżeli jest ona niekompatybilna z wariantem HLA obecnym u danej osoby, obie cząsteczki nie połączą się, przez co układ odpornościowy nie wykryje zagrożenia. Jak wykazali badacze z Oksfordu, HIV błyskawicznie wykorzystuje tę słabość. Jak zauważono podczas badań, wariant HLA opisywany jako HLA-B*5703 pozwala na wykrywanie białek wirusa HIV z wyjątkową skutecznością. Niestety, mutacje zachodzące w RNA wirusa szybko prowadzą do zmiany sekwencji aminokwasów w jednym z jego białek, przez co wirus "wymyka się" spod kontroli układu HLA. Na szczęście dla nosicieli HLA-B*5703, mutacje pozwalające HIV na zakamuflowanie się wewnątrz komórek prowadzą do 20-krotnego spowolnienia jego replikacji. Co ciekawe jednak, przeniesienie wirusa do organizmu nosiciela innej wersji HLA pozwala na odwrócenie tego procesu. Brytyjscy uczeni zauważyli, że szybko dochodzi wówczas do odtworzenia pierwotnej wersji genomu wirusa, zapewniającej optymalne tempo jego namnażania. Zaobserwowane zjawisko jest nie tylko interesującym dowodem na prawdziwość darwinowskiej teorii doboru naturalnego. Jest ono istotne także dla badaczy pracujących nad szczepionką przeciwko HIV. Wygląda bowiem na to, że jej skład musi uwzględniać indywidualne cechy osób o różnych uwarunkowaniach genetycznych. Może to znacząco utrudnić pracę nad tym oczekiwanym od dawna lekiem.
  6. Czy jesteśmy dobrze przystosowani do wykreowanego przez nas samych świata? Niektórzy uważają, że nie, dlatego m.in. chorujemy na cukrzycę i stajemy się otyli, a do grona zwolenników tej teorii zalicza się profesor antropologii Daniel Lieberman z Uniwersytetu Harvarda. Wg niego, najpierw przez długi czas coraz doskonalej adaptowaliśmy się do myśliwsko-zbieraczego trybu życia, aż 10 tys. lat temu pojawiło się rolnictwo. Wyznaczyło ono początek nowej ery, w ramach której kultura zachęca do podtrzymywania nawyków niezdrowych dla ludzi i ich otoczenia. Wygłaszając swój wykład pt. "Przeżyje najszybszy, najmądrzejszy czy najgrubszy?", Lieberman wymienił 4 najważniejsze, wg niego, wydarzenia w historii naszego gatunku: 1) oddzielenie w toku ewolucji od małp, 2) powstanie rodzaju Homo, do którego, oprócz nas, zalicza się neandertalczyków oraz Homo erectusa, 3) oddzielenie człowieka rozumnego (Homo sapiens) od wspólnego przodka wszystkich przedstawicieli rodzaju Homo i 4) pojawienie się rolnictwa. To ostatnie pozwoliło kobietom rodzić częściej, co napędziło rozrost populacji. Doprowadziło też do rozprzestrzenienia się chorób, ponieważ ludzie wchodzili w bliski kontakt ze zwierzętami (kurami, świniami i krowami) i mogli się od nich zarażać wirusami. Uprawa ziemi zapewniła bezpieczeństwo i ochronę słabym osobnikom, które nie przeżyłyby w społeczeństwie myśliwsko-zbieraczym, wskutek czego rozpowszechniły się choćby krótkowzroczność i cukrzyca. Kultura zablokowała główną zasadę ewolucji – przeżycie najsprawniejszych fizycznie, doprowadzając do swoistej dysewolucji, czyli ewolucji odwróconej. Naukowcy sprzeczają się, czy ewolucja nadal oddziałuje na nasz gatunek, ale Lieberman uważa, że tak. Powołuje się przy tym na stosunkowo nowe zjawisko, a mianowicie na pojawienie się tolerancji laktozy (cukru mlecznego) u dorosłych, a także na bladą skórę mieszkańców północnych rejonów naszej planety. Ludzie odnieśli sukces ewolucyjny dzięki swojej inteligencji i mobilności, które były wspomagane pojawieniem się gotowanego jedzenia i częstymi, w porównaniu z innymi małpami, ciążami. Teraz jednak nie jesteśmy już myśliwymi i zbieraczami. Nasz tryb życia bardzo się zmienił i dawne strategie przetrwania nie sprawdzają się w dobie fast foodów, żywności przesyconej cukrami i tłuszczami oraz przy trybie życia, który nie wymusza aktywności fizycznej. Jako że nie możemy wyewoluować tak, by nie smakowało nam wysokoenergetyczne pożywienie, profesor Lieberman sugeruje powrót do większej aktywności. Można ją wymusić poprzez zwiększenie liczby godzin WF-u w szkołach, zniechęcanie do używania samochodów wskutek podniesienia podatków na paliwo, zdelegalizowanie fast foodów i ograniczenie dostępu do wind czy ruchomych schodów.
  7. Badacze z Uniwersytetu Waszyngtońskiego donoszą o odkryciu genu, który funkcjonuje u ludzi oraz u naszych dawnych przodków, lecz na pewnym etapie rozwoju naczelnych stracił swą aktywność. Jeszcze nigdy nie zidentyfikowano u Homo sapiens podobnego, "zmartwychwstałego" genu. Niezwykła sekwencja należy do grupy genów kodujących GTPazy związane z odpornością (ang. immunity-related GTPases - IRGs). Białka te są istotnymi składnikami odpowiedzi immunologicznej, lecz, co ciekawe, liczba kopii kodujących je genów jest bardzo zmienna. U ludzi na przykład sekwencja taka powtarza się tylko raz (na dodatek w skróconej wersji), zaś u myszy pojawia się w... 21 różnych kopiach. Aby dokładnie zrozumieć ewolucję IRGs, naukowcy przeprowadzili analizę ich występowania u naczelnych. Wynika z niej, że szympansy i goryle posiadają, podobnie do nas, tylko jedną kopię genu z tej rodziny, zwaną IRGM. U makaków rzecz ma się jednak zupełnie inaczej - jedyna sekwencja DNA z tej grupy przeszła mutację, która całkowicie zablokowała jej działanie. W dalszych analizach badacze z Uniwersytetu Waszyngtońskiego skupili się na lemurkach myszatych (Microcebus murinus) - drobnych małpach spokrewnionych z ludźmi dalej, niż makaki, szympansy czy goryle. Co ciekawe, ich genom zawiera aż trzy kopie genów z rodziny IRG, lecz tylko jedna z nich jest aktywna. Dokonane odkrycie przedstawia interesujące dane na temat ewolucji. Okazuje się bowiem, że geny z rodziny IRG musiały przejść mutację jeszcze przed wyodrębnieniem się linii rozwojowej makaków, lecz niewiele później jeden z nich musiał przejść mutację "powrotną", przywracającą mu aktywność. To pierwszy taki gen odkryty u naczelnych. Dalsza analiza wykazała, że czynnikiem odpowiedzialnym za "zniszczenie" badanego genu był tzw. element genetyczny Alu, zwany, ze względu na swoją zdolność do replikowania się i zmiany pozycji w nici DNA, "skaczącym genem". Przywrócenie funkcji IRGM odbyło się z kolei dzięki tzw. endogennym retrowirusom - cząstkom zakaźnym zdolnym do namnażania i trwałej integracji kolejnych kopii własnego genomu z DNA człowieka. Wiele wskazuje na to, że wbudowanie kopii genomu jednego z takich wirusów w pobliże genu kodującego IRGM spowodowało przywrócenie aktywności tego ostatniego. Szacuje się, że sekwencje Alu i genomy endogennych wirusów zajmują aż 20% genomu człowieka. I choć należą one do sekwencji zwanych potocznie "śmieciowym DNA", okazuje się, że ich wpływ na funkcjonowanie naszych genów jest niezwykle istotny. Potwierdza się w ten sposób przekonanie, że prawdziwa ewolucyjna "śmierć" genu następuje nie wtedy, kiedy organizm przestaje korzystać z zapisanych w nim informacji, lecz dopiero wtedy, gdy jego sekwencja zostaje trwale zniszczona.
  8. Pierwsze zamieszkujące Ziemię walenie rodziły swoje potomstwo na lądzie - dowodzą naukowcy z amerykańskiej Narodowej Fundacji Nauki. O prawdziwości postawionej przez nich tezy mają świadczyć szczątki odkryte na terenie Pakistanu. Liczące 47,5 miliona lat pozostałości pradawnych, lądowo-morskich przodków waleni odkryto w latach 2000 oraz 2004, lecz obszerne dane na ich temat opublikowano dopiero teraz. Jak tłumaczy H. Richard Lane, kierownik projektu związanego z badaniem znalezisk, to niezwykłe odkrycie umacnia nasze przekonanie, że współczesne walenie wywodzą się od swoich lądowych przodków. Odnalezione w Pakistanie szczątki były z początku wielkim zaskoczeniem dla ich odkrywców. Kiedy pierwszy raz zobaczyliśmy małe zęby, pomyśleliśmy, że mamy do czynienia z niewielkim dorosłym waleniem, ale gdy odsłanialiśmy resztę znaleziska zauważyliśmy żebra, które był zbyt duże, by pasować do tych zębów, tłumaczy Philip Gingerich, szef zespołu pracującego przy wykopaliskach. Pod koniec dnia zdaliśmy sobie sprawę, że odnaleźliśmy samicę walenia wraz z płodem. Gatunek, do którego należały odnalezione organizmy, został nazwany Maiacetus inuus. Pierwsza część nazwy oznacza "walenią matkę", zaś druga pochodzi od imienia rzymskiego boga płodności. O tym, że odkryte zwierzęta mogły stanowić pośrednie ogniwo ewolucji pomiędzy ssakami lądowymi i wodnymi, może świadczyć położenie płodu w łonie matki. Był on skierowany głową w kierunku pochwy, zupełnie jak u ssaków lądowych, lecz nie u żyjących obecnie waleni. Sugeruje to, że poród odbywał się na lądzie. Co więcej, stosunkowo dobrze rozwinięte zęby płodu oznaczają według badaczy, że zwierzę to było od początku życia zmuszone do samoobrony i zdobywania pożywienia na własną rękę, co jest u współczesnych waleni niespotykane. Przedstawiciele Maiacetus inuus żyli najprawdopodobniej w stadach, w których obowiązywało najprawdopodobniej "równouprawnienie" obu płci. Świadczyć o tym mają podobne rozmiary ciał (samice były co prawda większe, lecz zaledwie o 12%). Oznacza to najprawdopodobniej, że przedstawiciele żadnej z płci nie byli w stanie ściśle kontrolować porządku w stadzie i dobierać sobie partnerów do rozrodu. Budowa szkieletu przedstawicieli odkrytego gatunku pozwalała im najprawdopodobniej na pływanie z wykorzystaniem wszystkich czterech kończyn. Dodatkowo przednie z nich pozwalały im na opieranie części masy ciała właśnie na nich, lecz, zdaniem Gingericha, były one zbyt słabe, by umożliwić wyprawy w rejony odległe od brzegu. Wiele wskazuje na to, że Maiacetus inuus był ogniwem pośrednim na drodze od ssaków lądowych do morskich. Dokładne analizy jego szkieletu dostarczają cennych informacji na temat procesu adaptacji do życia w wodzie oraz stopniowego przekształcania się ich fizjologii oraz zachowań. To istne kamienie z Rosetty, podsumowuje Gingerich i dodaje: umożliwiają one wgląd w historię życia wymarłych zwierząt, która nie mogłaby być poznana w żaden inny sposób.
  9. Na terenie południowego Omanu (na Półwyspie Arabskim) odnaleziono najstarsze znane pozostałości zwierząt na Ziemi. Odkryte szczątki mają aż 635 milionów lat. Znalezisko jest owocem pracy międzynarodowego zespołu prowadzonego przez badaczy z Uniwersytetu Kalifornijskiego oraz MIT. Odnaleziono je w skałach osadowych datowanych na koniec pierwszej udokumentowanej epoki lodowcowej, datowanej na 850-630 mln lat temu. Do odkrycia doszło dzięki wykryciu niespodziewanie wysokiego stężenia sterydów. Związki tego typu są wytwarzane wyłącznie przez organizmy żywe, co wyraźnie sugeruje, że zostały one wytworzone przez prymitywne zwierzęta należące do gąbek - najprostszych wielokomórkowych form życia na Ziemi. Zdaniem badaczy odnalezione szczątki są dowodem na to, że pierwsze organizmy wielokomórkowe pojawiły się na Błękitnej Planecie aż 100 milionów lat przed tzw. eksplozją kambryjską, uznawaną za przełomowy moment w przebiegu ewolucji. To właśnie wtedy (tak przynajmniej uważano dotychczas) doszło do gwałtownego wzrostu tempa powstawania gatunków, szczególnie tych wielokomórkowych. Zebrane informacje są niezwykle istotne dla badań nad rekonstrukcją pradawnych ziemskich ekosystemów. Po raz pierwszy uzyskano także jednoznaczny dowód na występowanie znacznych ilości tlenu rozpuszczonego w wodzie w tak odległej epoce. Dostępność życiodajnego gazu, wraz z powolnym ustępowaniem epoki lodowcowej, gwałtowne przyśpieszenie ewolucji i zwiększenie liczebności gatunków zamieszkujących Ziemię. Kolejne badania międzynarodowego zespołu mają ustalić, jakie warunki środowiskowe towarzyszyły rozwojowi najprymitywniejszych wielokomórkowych form życia. Pomoże to w ustaleniu przebiegu ewolucji prostych organizmów, a także zwiększy zakres naszej wiedzy w dziedzinie ochrony wrażliwych ekosystemów morskich.
  10. Choć kolekcja zebranych przez naukowców szczątków dinozaurów nie zawiera szkieletów wszystkich gatunków, nasza wiedza na ich temat jest zadziwiająco precyzyjna - oceniają naukowcy z Uniwersytetu Bath oraz londyńskiego Muzeum Historii Naturalnej. Wiek znalezisk kopalnych ocenia się zwykle za pomocą jednej z dwóch metod. Pierwsza z nich to stratygrafia, czyli ustalanie wieku skał, w których zostały one pochowane. Druga metoda, zwana morfologią, polega na badaniu charakterystycznych cech wyglądu skamieniałości i dopasowaniu ich do wieku innych, podobnych szczątków, których wiek został dokładnie określony. Choć trudno w to uwierzyć, obie te techniki były stosowane bardzo często, lecz... bardzo rzadko używano ich jednocześnie. Na pomysł porównania zgodności obu metod wpadło dwóch brytyjskich badaczy, dr Matthew Wills z Uniwersytetu w Bath oraz dr Paul Barrett z Muzeum Historii Naturalnej w Londynie. Naukowcy ocenili dane statystyczne dotyczące znalezisk szczątków czterech ważnych grup dinozaurów i porównali je z informacjami na temat stopnia ich ewolucyjnego pokrewieństwa. Przeprowadzone studium wykazało zadziwiająco wysoką zbieżność informacji uzyskiwanych za pomocą obu sposobów. Zebrane dane niemal idealnie wpasowują się w kształt tzw. drzewa filogenetycznego, określającego kolejność powstawania kolejnych gatunków oraz czas ich ewolucji. Uzyskane informacje pozwalają także na zrozumienie ewolucji gatunków, których szczątków... nigdy nie odnaleziono. Jeżeli bowiem udowodniono, że ewolucja poszczególnych gatunków zachodzi w sposób bardzo przewidywalny, można wysnuć wiele wniosków na temat ogniw pośrednich na "ewolucyjnej drodze" do powstania znanych gatunków. Jest to niezwykle istotne, gdyż szansa, że kiedykolwiek uda się odnaleźć szczątki wszystkich dinozaurów żyjących kiedykolwiek na Ziemi, jest praktycznie zerowa. To ekscytujące, że nasze dane pokazują niemal idealną zgodność pomiędzy drzewem ewolucyjnym i wiekiem skamielin [znalezionych] w skałach. Dzieje się tak, ponieważ potwierdzają one, że znaleziska kopalne pokazują bardzo dokładnie, w jaki sposób te niezwykłe zwierzęta ewoluowały z biegiem czasu, i dostarczają nam wskazówek na temat tego, w jaki sposób wyewoluowały z nich ssaki i ptaki, podsumowuje efekty swojego odkrycia dr Wills.
  11. Jak wykazują najświeższe badania, ptaki z rodziny szlarników, zwane także „białymi oczkami”, ze względu na białe kółko, które otacza ich gałki oczne, mogą być uznane za prawdziwych ewolucyjnych sprinterów. Analiza DNA pokazuje, że wszystkie 80 znanych gatunków wyewoluowało na przestrzeni ostatnich 2 milionów lat, co stawia je w czołówce w królestwa zwierząt. Do tej pory jedynie garstka ptaków i ssaków była znana z tak szybkich adaptacji do zmieniających się warunków środowiska, ale w przypadku szlarników chodzi o coś jeszcze. Ptaki te zamieszkują praktycznie cała półkulę południową. Niemożliwe staje się zatem zrzucenie tak szybkich przeobrażeń genetycznych na karb zmian klimatu lub środowiska. Musiałyby one zachodzić jednocześnie na zbyt dużym obszarze. Szlarniki wyewoluowały w tuzin nowych gatunków niezwykle szybko i to podczas równoczesnego rozprzestrzeniania się po całej południowej półkuli – mówi Christopher Filardi, autor badań. Na tak dużą geograficzną skalę nie możemy mówić o jednym czynniku, który to spowodował. To musi być coś w tych ptakach. Szlarniki rzeczywiście mogły wyewoluować szybciej ponieważ samice są w stanie składać jaja już w wieku czterech miesięcy, w przeciwieństwie do większości tropikalnych ptaków śpiewających, którym osiągnięcie dojrzałości seksualnej zajmuje około jednego roku. Ponadto szlarniki, w odróżnieniu od innych gatunków, są niezwykle towarzyskie. Bycie w grupie mają po prostu zapisane w genach – razem szukają jedzenia, razem podróżują, a nawet razem czyszczą sobie piórka. Jest to niezwykle ważny czynnik podczas kolonizacji nowych terenów. Najpierw przybywają, potem się zadomawiają i szybko izolują genetycznie. Na Wyspach Salomona, gdzie występuje kilkanaście endemitów z rodziny szlarników, osobne gatunki można spotkać w odległości zaledwie dwóch kilometrów!
  12. Czy jedna czaszka może zmienić podstawy wiedzy o ewolucji kręgowców? Okazuje się, że tak. Znany dzisiaj podział na ryby kostne i chrzęstne jest powszechnie stosowany w celu usystematyzowania wiedzy ichtiologicznej, a naukowcy przypuszczali, że nie zmieniał się on od milionów lat oraz że mimo wymierania gatunków i zajmowania nisz ekologicznych przez nowe, każdy kolejny organizm należał do jasno wytyczonej grupy – albo mającej szkielet zbudowany z kości, albo z chrząstek. Takie wnioski można było wysunąć, gdyż nauce znane są liczne skamieniałości ryb kostnych, ale brak jest zachowanych szkieletów chrzęstnych – delikatna tkanka nie przetrwałaby próby czasu – sądzili eksperci. Jednak najnowsze odkrycia pokazują, że w rękach paleontologów od ponad 150 lat tkwiły okazy przedstawicieli ryb chrzęstnych, chociaż uczeni nie mieli o tym pojęcia. Mieliśmy wiele czaszek, których nie byliśmy w żaden sposób w stanie dopasować do znanych gatunków wymarłych ryb kostnych. Sądziliśmy, że są to fragmenty szkieletów okazów jeszcze nieopisanych – mówi Martin Brazeau z Uniwersytetu Uppsala w Szwecji. Wykopaliska przeprowadzone przez Brazeau oraz jego studentów doprowadziły do odkrycia licznych skamieniałości oraz pozwoliły powiązać znane czaszki kostne z chrzęstnymi szkieletami, które zachowały się dzięki czystemu przypadkowi i bardzo dobrym warunkom. Było to możliwe, gdyż natrafiono na ślad szkieletu chrzęstnego oraz czaszki, która w innych okolicznościach bez wątpienia zostałaby sklasyfikowana jako nieznany gatunek. To odkrycie pokazuje, że wymarłych gatunków ryb nie można wtłaczać w ściśle wytyczone grupy. Takie postępowanie daje skrzywiony obraz ewolucji – mówi Brazeau. Typowy pogląd mówiący, że istnieją dwie grupy ryb – kostne i chrzęstne, związane z rekinami, może i jest prawdziwy teraz, ale jeżeli spojrzymy wstecz na wczesne skamieniałości, sprawa staje się bardziej skomplikowana - komentuje John Maisey, kurator działu paleontologicznego Amerykańskiego Muzeum Historii Naturalnej. Michael Coates, profesor Uniwersytetu w Chicago, odnosząc się do wyników badań posuwa się jeszcze dalej: To bardzo ważny element układanki, próbującej pomóc zrozumieć jedno z największych wydarzeń ewolucji – nie tylko naszej, ale także przytłaczającej większości zwierząt mających kręgosłup – kończy.
  13. Choć na temat ewolucji i związanych z nią zmian genetycznych wiemy dość dużo, dotychczas nie byliśmy w stanie uchwycić ich "w akcji". Na szczęście, dzięki omyłkowemu zawleczeniu jednego z gatunków owadów na nowe tereny, zyskaliśmy doskonałą okazję do obserwacji tego zjawiska. Autorami studium są naukowcy z University of Arizona. Badali oni tempo degeneracji genomu gatunku Buchnera aphidicola - bakterii symbiotycznych względem mszyc grochowianek (Acyrthosiphon pisum). Mikroorganizmy te przystosowały się tak doskonale do bytowania w organizmach insektów i wykorzystują tyle produktów ich organizmów, że niektóre geny przestały im być potrzebne. Ponieważ mniejsza liczba aktywnych genów pozwala na zaoszczędzenie energii i zwiększenie prawdopodobieństwa przeżycia, przedstawiciele B. aphidicola dążą do utraty znacznej części swojego DNA. Amerykańscy naukowcy postanowili zbadać, jak szybko zachodzi to zjawisko. Wybór gatunków poddanych obserwacji nie był przypadkowy - ich wzajemna interakcja zachodzi od zaledwie 135 lat, gdyż tyle czasu minęło od przypadkowego zawleczenia mszyc grochowianek na terytorium Stanów Zjednoczonych. Mamy dobry zapis historyczny tego gatunku [owadów] - mówi główna autorka badań, Nancy Moran. Ponieważ ten konkretny gatunek mszyc nie pochodzi z Ameryki Północnej, wiemy, że górny limit genetycznej dywergencji [czyli powstawania różnic genetycznych pomiędzy osobnikami - przyp. red.] symbiotycznych bakterii pochodzących od pojedynczej mszycy wynosi 135 lat lub mniej. Naukowcy z Arizony zsekwencjonowali cały genom siedmiu różnych szczepów B. aphidicola - pięciu żyjących w naturalnych warunkach w Ameryce Północnej oraz dwóch hodowanych w laboratorium. Ku zaskoczeniu badaczy okazało się, że tempo narastania zmian było aż dziesięciokrotnie większe, niż zwykło się przyjmować dla bakterii najbardziej podatnych na dywergencję. Przeprowadzone studium może być bardzo istotne dla zrozumienia procesu ewolucji oraz dopasowania się organizmów do warunków środowiska. Jego wyniki, które opublikowano na łamach czasopisma Science, możemy także, do pewnego stopnia, wykorzystać do badania pochodzenia i rozwoju naszego gatunku.
  14. Co by się stało, gdybyśmy mogli cofnąć czas i sprawdzić, czy ewolucja jest procesem niepowtarzalnym, czy też warunki środowiska pozwalają na istnienie kilku rozwiązań tego samego problemu? Okazuje się, że można to stwierdzić - materiału do eksperymentu dostarcza wieloletnia hodowla zwierząt w warunkach laboratoryjnych. Interesujące doświadczenie zostało przeprowadzone przez badaczy z portugalskiego Instituto Gulbenkian de Ciência (IGC) in Portugal oraz dwóch amerykańskich uniwersytetów: Nowojorskiego oraz Kalifornijskiego. Akademicy wykorzystali swoją kolekcję muszek owocowych (Drosophila melanogaster), które zostały schwytane na wolności w 1975 roku i od tamtego czasu były hodowane w laboratorium. Różnorodne warunki, do których musiały się dostosować owady, spowodowały liczne zmiany częstotliwości występowania określonych wariantów genów, czyli alleli. Kiedy jednak wypuszczono je z powrotem na wolność na okres pięćdziesięciu pokoleń, stwierdzono wyraźną tendencję do mutacji w "odwrotnym kierunku" do tych, które zaszły podczas pobytu w laboratorium. W 2001 roku pokazaliśmy, że ewolucja jest odwracalna, gdy patrzy się na fenotypy [czyli zestaw cech wynikających z czynników genetycznych, a nie samych genów - przyp. red.], ale nawet wtedy [proces ten zachodził] tylko do pewnego stopnia. Mówiąc dokładniej, nie wszystkie cechy wracały do stanu wyjściowego. Co więcej, niektóre cechy ewoluowały powrotnie w sposób bardzo nagły, zaś innym zajmowało to więcej czasu - tłumaczy główny autor badań, Henrique Teotónio. Na podstawie eksperymentu badacz podkreśla też, jak ważna dla ewolucji jest zmiana dystrybucji (częstotliwości występowania) poszczególnych alleli. Dotychczas uważano, że najważniejszym czynnikiem odpowiedzialnym za dostosowanie się do warunków otoczenia są pojedyncze mutacje w określonych allelach Najnowsze badania pokazują, że powrót do pierwotnych warunków bytowania spowodował przywrócenie częstotliwości występowania poszczególnych alleli dla około 50% spośród genów objętych analizą. Jak ocenia Teotónio, może to oznaczać, że adaptacja trwa tak długo, aż owady dostosują się do warunków panujących w naturalnym otoczeniu. Od tego momentu pula alleli stabilizuje się, gdyż pod względem genetycznym populacja muszek osiąga stan optymalny dla danych warunków środowiska. Przeprowadzone doświadczenie może mieć istotny wpływ na badania nad bioróżnorodnością. Jego wyniki są ważne także z punktu widzenia zabiegów mających na celu powtórne uwolnienie okazów zwierząt przechowywanych w niewoli z nadzieją na odtworzenie ich pierwotnych populacji. Jeżeli badanie na niepozornych muszkach wykazało, że "odwrócenie" biegu ewolucji jest możliwe, być może podobny efekt uda się osiągnąć w przypadku znacznie większych zwierząt.
  15. To miał być spokojny dzień, taki sam, jak setki innych upływających powoli w jednym z ogrodów zoologicznych w Waszyngtonie. Tym razem jednak, spokój pracowników zoo zakłóciło... spontaniczne gwizdanie jednej z przetrzymywanych w tym miejscu małp. Jest to pierwszy taki przypadek znany nauce, a szczęśliwi opiekunowie zwierzęcia liczą, że badanie jego zachowań pomoże w zrozumieniu ewolucji ludzkiej mowy oraz procesów uczenia się. Bohaterką niezwykłej historii jest Bonnie, trzydziestoletnia samica orangutana. Słuchając melodii gwizdanej podczas pracy przez jednego z opiekunów, małpa najprawdopodobniej nauczyła się jej, po czym pewnego dnia sama, niezachęcana przez nikogo, postanowiła sprawdzić swój talent muzyczny. Nigdy dotąd nie zaobserwowano podobnego zachowania u jakiegokolwiek gatunku naczelnych poza ludźmi. To podważa obowiązujące od dawna przekonanie, że naczelne inne niż człowiek dysponują ustalonym repertuarem dźwięków, nad którym nie posiadają dobrowolnej kontroli. Możliwość nauczenia się nowych dźwięków i ich używania z własnej woli to dwa istotne aspekty ludzkiej mowy, zaś dokonane odkrycie otwiera nową drogę badania niektórych aspektów ewolucji ludzkiej mowy na przykładzie naszych najbliższych krewniaków - tłumaczy istotę dokonanej obserwacji dr Serge Wich, jeden ze specjalistów zaangażowanych w badania nad zachowaniami Bonnie. Wcześniejsze obserwacje wskazywały, że orangutany są w stanie naśladować ruchy ludzi, lecz odkrycie ich zdolności do spontanicznego wydawania różnorodnych dźwięków była dla badaczy prawdziwym zaskoczeniem. Dotychczas uważali oni, że małpy te potrafią jedynie wydawać ściśle określone dźwięki "przypisane" do określonych wydarzeń, takich jak atak drapieżnika. Co ważne, nic nie wskazuje na to, by Bonnie gwizdała prosząc o nagrodę, lecz wyłącznie dla własnej przyjemności. Kiedy jednak jeden z opiekunów poprosi ją (nie proponując nic w zamian) o wydanie z siebie niezwykłych dźwięków, małpa robi to całkiem chętnie, co może oznaczać próbę nawiązania kontaktu z człowiekiem. Badania prowadzone w naturalnych siedliskach wskazują, że poszczególne stada orangutanów często posługują się charakterystycznymi dla siebie dźwiękami. Analizy molekularne wykluczyły, by przyczyną tej różnorodności były czynniki genetyczne, lecz, z drugiej strony, nic nie wskazywało na to, by dźwięki te były wydawane dla przyjemności. Zamiast tego, dziko żyjące zwierzęta używały tych sygnałów głównie dlatego, że pełniły one ściśle określoną funkcję, tzn. niosły ze sobą pewną informację. Zdaniem dr. Wicha, dalsze analizy zachowań Bonnie mogą pomóc w zrozumieniu zjawisk towarzyszących rozwojowi ludzkiej mowy. Dotychczas nasza wiedza na ten temat była bardzo skromna.
  16. Mikhail Matz i zespół z Uniwersytetu Teksańskiego odkryli na dnie morza w okolicach Bahamów ślady przypominające wydrążone rowki. O dziwo, nie pozostawiły ich jakieś wyżej zorganizowane istoty, lecz protisty wielkości winogron. Do tej pory nie sądzono, że jednokomórkowe organizmy są zdolne do czegoś takiego. Wygląda jednak na to, że trzeba będzie zrewidować obowiązującą teorię ewolucji zwierząt (Current Biology). Wbrew pozorom spostrzeżenie amerykańskich biologów jest niezwykle ważne, ponieważ podobne skamieniałe ślady z prekambru (1,8 mld lat) uznawano dotąd za pamiątkę po wczesnych zwierzętach wielokomórkowych. Jeśli nasze gigantyczne protisty występowały 600 mln lat temu, a ich ślady skamieniały, natrafiający na nie współcześnie paleontolog bez cienia wątpliwości przypisze je jakiemuś dużemu, wielokomórkowemu, dwubocznie symetrycznemu zwierzęciu. Dlatego też trzeba ponownie przeanalizować wcześniejsze klasyfikacje śladów. W kambrze miała miejsce tzw. eksplozja. To wtedy (540-510 mln lat temu) stosunkowo nagle pojawiły się Bilateria, które szybko podzieliły się na występujące w większości do dziś typy zwierząt. Pozostało po nich wiele makroskamieniałości. Nie ma za to zbyt wielu pamiątek po ich prekambryjskich przodkach, a nawet istniejące są często kwestionowane. Za najpewniejszy dowód ich istnienia i charakteru uznaje się ślady, a te zostały właśnie przez zespół Matza zdyskwalifikowane. Zwykliśmy myśleć, że trzeba dwustronnej symetrii, aby się poruszać w określonym kierunku po dnie morza i pozostawić ślad. Że trzeba mieć odwłok oraz przód i tył. Teraz wykazaliśmy, że Protista mogą również pozostawiać ślady o porównywalnej złożoności i profilu. Na razie jednak Amerykanie ostrożnie podchodzą do nowej teorii, zgodnie z którą ewolucja prekambryjska z wolna przygotowywała grunt pod eksplozję kambryjską. Wg Matza, prekambr należał do królestwa Protista. Protisty "przyłapane" na Bahamach należą do gatunku Gromia sphaerica, spotykanego wcześniej wyłącznie w Morzu Arabskim. Na razie nie widziano ich w akcji, gdy przemierzają osady denne. Biolodzy sądzą jednak, że robią to bardzo wolno. Ślady zachowują się tak dobrze, bo na tych głębokościach nie ma właściwie prądów. Ameby wysuwają najprawdopodobniej nibynóżki i tak podążają w wybranym kierunku. W przyszłości zespół Matza powróci w te rejony, by uwiecznić "chód" Gromia sphaerica i ponownie przyjrzeć się różnym skamieniałym śladom.
  17. Zaledwie jeden gen wystarcza, by drożdże zamieniły się z organizmów samolubnych w altruistyczne. Co więcej, współpracujące ze sobą komórki eliminują ze swoich grup "oszustów", skazując ich na samotność i większe ryzyko śmierci. Opisywany gen został nazwany FLO1. Odpowiada on za zbijanie się komórek drożdży piekarskich (Saccharomyces cerevisiae) w kolonie noszące zapożyczoną z języka angielskiego nazwę "floki" (w oryginale: flocs). Koncentrowanie się tych jednokomórkowych grzybów w grupy ułatwia im przeżycie w niekorzystnych warunkach wywołanych np. przez antybiotyki czy zmiany temperatury. Białko kodowane przez FLO1 należy do tzw. molekuł adhezyjnych, ułatwiających wzajemne przyleganie komórek. Powstające w ten sposób "floki" liczą najczęściej po kilka tysięcy komórek, lecz samo "życie stadne" drożdży nie jest niczym zadziwiającym. Prawdziwie uderzający jest fakt, że komórki nieposiadające opisywanej proteiny są natychmiast odrzucane z kolonii, przez co są znacznie bardziej narażone na szkodliwy wpływ otoczenia. W tym samym czasie mikroorganizmy skupione w mikroskopijnych grudkach wspierają się, zaś te położone w zewnętrznych warstwach giną, by osłaniać inne i chronić ich życie. Wykorzystanie drożdży jako obiektu badań nie było ruchem przypadkowym. Organizm ten jest doskonale poznany, zaś jego prostota daje gwarancję, iż jego cechy nie zostały nabyte dzięki procesom uczenia się. Oznacza to, że ich zachowaniami można z łatwością manipulować za pomocą manipulacji genetycznych. Obserwacja więzi społecznych występujących pomiędzy organizmami bardziej złożonymi byłaby niezwykle trudna. Odkrycie ma nie tylko wartość poznawczą. Proces tworzenia "floków" jest wykorzystywany np. podczas produkcji piwa. Dzięki wymuszeniu na drożdżach zbijania się w kolonie, ich filtracja jest znacznie łatwiejsza. Dokładne zrozumienie mechanizmów stojących za życiem "społecznym" grzybów pozwoli także na opracowanie skuteczniejszych terapii zwalczających infekcje wywołane spokrewnionymi z S. cereviasiae grzybami. Ciężkie postacie tych chorób nękają przede wszystkim osoby o obniżonej odporności. Istnienie genów podobnych do FLO1 wydaje się stać w sprzeczności z teorią ewolucji. Zgodnie z jej pierwotną wersją, jednostką walczącą o utrzymanie przy życiu powinien być pojedynczy organizm. Sprawiało to, że Karol Darwin nie do końca potrafił wyjaśnić fakt, iż wiele organizmów żyje i radzi sobie bardzo dobrze dzięki życiu stadnemu. Dopiero następcy Darwina, uzbrojeni w wiedzę z zakresu genetyki, zmodyfikowali nieco jego postulaty i opracowali tzw. teorię samolubnego genu. Zakłada ona, że nosiciele określonego genu zdobywają dzięki niemu przewagę pozwalającą na rozpowszechnianie kodowanej przezeń cechy. Oznacza to, że jednostką dążącą do przetrwania jest tak naprawdę nie cały organizm, lecz jego pojedyncze geny. FLO1 jest przy tym jeszcze bardziej wyjątkowy, gdyż jego "samolubność" polega, paradoksalnie, na czerpaniu korzyści z życia kolonijnego i altruizmu.
  18. Sekwencje ultrakonserwatywne, krótkie fragmenty DNA o strukturze niezmienionej od wielu pokoleń, są odporne nie tylko na zmianę kolejności i rodzaju budujących je nukleotydów. Okazuje się, że w toku ewolucji są usuwane z genomu wielokrotnie rzadziej, niż inne fragmenty informacji genetycznej. Odkrycia dokonali dwaj naukowcy z Uniwersytetu Stanforda: odkrywca sekwencji ultrakonserwatywnych, dr Gill Bejerano, oraz jego podopieczny, student Cory McLean. Badacze zaobserwowali, że fragmenty te, wykazujące wyjątkowo niską zmienność u przedstawicieli kolenjnych pokoleń, są w toku ewolucji wycinane z genomu wielokrotnie rzadziej od jakichkolwiek innych elementów genomu. Mówiąc dokładniej, zanikają one podczas ewolucji aż trzysta razy rzadziej od sekwencji zawartych w genach. Rola sekwencji ultrakonserwatywnych nie jest jasna. Już cztery lata temu dr Bejerano zaobserwował, że biorą one udział w regulacji aktywności sąsiadujących z nimi genów. Co ciekawe jednak, inne eksperymenty wykazały, że wycięcie tych fragmentów nie wpływa niekorzystnie na myszy poddane temu zabiegowi. Dla większości badaczy oznacza to, że elementy te nie odgrywają istotnej roli w organizmie. Dr Bejerano twierdzi jednak, że ich wyjątkowa "trwałość" sugeruje, że odgrywają one istotną, choć jeszcze niepoznaną rolę: jest jasne, że genom naprawdę ich potrzebuje i używa. Szczegółowych informacji na temat odkrycia dostarcza czasopismo Genome Research.
  19. Jeden z głównych dogmatów biologii ewolucyjnej mówi o sukcesie osobników najlepiej dostosowanych do warunków środowiska. I choć w większości przypadków teza ta wydaje się być prawdziwa, na dłuższą metę ewolucyjny wyścig o przetrwanie mogą wygrać organizmy, którym do optymalnej adaptacji wciąż daleko. Głównym źródłem różnic pomiędzy osobnikami, które mogą zadecydować o przetrwaniu lub śmierci danego organizmu, są mutacje. Jeżeli zmiana informacji genetycznej zmienia się w sposób korzystny dla danego osobnika, wówczas ma on większą szansę na przeżycie i przekazanie swoich genów potomstwu (o ile zmiana pojawiła się także w komórkach rozrodczych). Jeśli określona mutacja jest szkodliwa, wówczas najczęściej dochodzi do eliminacji danego osobnika, który przegrywa konkurencję o zasoby środowiska bądź nie wytrzymuje konfrontacji z warunkami zewnętrznymi. Model ten wydaje się prosty i przejrzysty, lecz jego szczegółowa analiza pokazuje, że długofalowe efekty pojedynczych mutacji mogą być zaskakujące. Badaniem zjawiska zajęło się dwoje naukowców z Uniwersytetu Teksańskiego, dr Matthew Cowperthwaite i dr Lauren Ancel Meyers. Badacze stworzyli wspólnie komputerowy model, którego zadaniem była symulacja powstawania mutacji w pojedynczej cząsteczce RNA oraz ich selekcji pod wpływem warunków zewnętrznych . Analiza danych wykazała, że wyewoluowanie organizmu idealnie przystosowanego do określonych warunków do otoczenia może w pewnych sytuacjach wymagać serii mutacji, których wystąpienie jest mało prawdopodobne. Jak tłumaczy dr Cowperthwaite, niektóre cechy łatwo ewoluują - mogą powstać dzięki wielu różnym kombinacjom mutacji. Inne rozwijają się trudniej, tzn. na podstawie złożonego genetycznego "przepisu". Ewolucja powoduje powstanie zmian "łatwych", nawet jeśli nie są to te najlepsze. Swoje przypuszczenia badacze potwierdzili na podstawie symulacji zmian genetycznych zachodzących u wielu gatunków. Ich zdaniem wyniki analiz potwierdzają, że ewolucja rzeczywiście dąży do "promowania" osobników, u których doszło do wytworzenia "łatwych", choć niekoniecznie idealnych cech. Szczegóły swoich badań prezentują w najnowszym numerze czasopisma PLoS Computational Biology.
  20. Od jak dawna w naturze funkcjonuje dobór naturalny? Zwykliśmy uważać, że od początku życia na Ziemi. Badacze z Uniwersytetu Harvarda uważa jednak, że... jest starszy od najstarszych form ożywionych. Dwaj naukowcy zajmujący się zagadnieniami z pogranicza matematyki i biologii, prof. Martin Nowak oraz dr Hisashi Ohtsuki, opracowali model obliczeniowy ewolucji prostych związków chemicznych obecnych na Ziemi na bardzo wczesnych etapach jej istnienia. Model ich autorstwa opiera się na założeniu, że na samym początku na naszej planecie były dostepne wyłacznie najprostsze związki chemiczne. Z nich, w zależności od szeregu uwarunkowań, mogły powstawać kolejne, coraz bardziej złożone. Zgodnie z opracowanym modelem, z czasem powinno dochodzić do wzrostu ilości jednych substancji i eliminacji innych ze względu na ich wykorzystanie do syntezy nowych związków. Najważniejszymi czynnikami regulującymi tę zależność są: dostepność substratów ("surowców") do przeprowadzenia kolejnych syntez oraz prawdopodobieństwo zajścia określonej reakcji. Stworzona symulacja jest, oczywiście, znacznie uproszczona i nie uwzględnia informacji o wielu czynnikach mogących wpływać na "ewolucję" związków chemicznych. Mimo to wykonane obliczenia pokazują w prostej i przystępnej formie, że ewolucja mogła zachodzić na Ziemi znacznie wcześniej, niż powstały pierwsze organizmy żywe. Jeżeli model ten jest prawdziwy, oznacza to, że bardzo ciężko o uchwycenie momentu, w którym "zaczyna się" życie. Jaka jest najważniejsza, zdaniem badaczy, cecha "związku ożywionego"? Ich zdaniem kluczową właściwością takiej substancji jest jej zdolność do replikacji (cechę taką wykazuje m.in. DNA). Im wiekszy jest jej potencjał do namnażania, tym szybciej pochłaniałaby ona cząsteczki innych substancji i tym samym zwiększałby się jej udział w mieszaninie. Jak uważa prof. Nowak, o życiu możemy mówić wtedy, gdy związek zdolny do replikacji osiąga wyraźną przewagę nad pozostałymi: Ostatecznie życie niszczy prażycie, tłumaczy. Pożera rusztowanie, na którym samo powstało. Prosta symulacja opracowana przez prof. Nowaka pokazuje, w jaki sposób systemy nieożywione mogły stopniowo ewoluować do postaci, którą możemy uznać za formę życia. Zdaniem naukowca w ogromnej mieszaninie związków nieożywionych wciąż dochodzi do "testowania" nowych substancji pod kątem ich zdolności do nabycia cech organizmu żywego. Nie wszyscy naukowcy podzielają entuzjazm autora badań. Część z nich uważa, że projekt ten, choć bardzo atrakcyjny i interesujący, wnosi niewiele informacji przydatnych dla specjalistów nauk eksperymentalnych. Pracująca na tej samej uczelni Irene Chen ocenia, że podchwytliwym zadaniem jest dokładne ustalenie, jakich związków użyć [dla symulacji powstawania życia - red.]. Dodaje: model Martina jest w tej kwestii po prostu agnostyczny.
  21. Spośród trzech miliardów par zasad budujących nasze DNA zaledwie około dwóch procent wchodzi w skład genów. Reszta, zwana niekiedy "śmieciowym DNA", wciąż stanowi dla naukowców wielką zagadkę. Naukowcy z Uniwersytetu Yale informują, że fragmenty tych pozornie nieuporządkowanych sekwencji mogły umożliwić ludziom opanować dwie ważne umiejętności: używanie narzędzi oraz utrzymanie pionowej postawy ciała. Odkrycie jest efektem analiz porównawczych genomu człowieka oraz dwóch gatunków małp: makaków i szympansów. Odnaleziono dzięki nim fragmenty DNA, które najprawdopodobniej odpowiadają za aktywację genów związanych z wytworzeniem silnego, przeciwstawnego kciuka oraz powiększonego palucha (największego z palców stopy) u ludzi. Przeniesienie tych sekwencji do genomu myszy powodowało, że ich zarodki wykazywały zmienioną ekspresję genów właśnie w obrębie wspomnianych palców. Dr James Noonan, jeden z autorów odkrycia, ocenia: nasze badanie identyfikuje czynnik genetyczny mający potencjalnie wpływ na fundamentalne różnice morfologiczne pomiędzy ludźmi i małpami. Rzeczywiście, analizy dokonane przez badaczy z Uniwersytetu Yale są pierwszymi, które określają tak precyzyjnie sekwencje odpowiedzialne za charakterystyczne kształt naszych dłoni. Jest to kolejny przykład potwierdzający tezę, że nadanie pozagenowym sekwencjom DNA określenia "śmieciowe" nie do końca oddaje ich rzeczywisty charakter. Wiele spośród sekwencji nienależących do genów jest silnie zachowanych w toku ewolucji. Odkrycie to doprowadziło do przypuszczeń, że muszą one być istotne dla organizmu - gdyby było inaczej, powinny (przynajmniej teoretycznie) podlegać istotnym zmianom w kolejnych pokoleniach wskutek mutacji. Okazuje się jednak, że liczne fragmenty "śmieciowego" DNA nie uległy praktycznie żadnym zmianom od momentu rozdzielenia się linii rozwojowej ptaków i ludzi. Postulowano w związku z tym, że odgrywają one istotną rolę w regulacji procesów rozwoju i aktywności licznych genów. Genetycy z Uniwersytetu Yale przeanalizowali szczególnie dokładnie sekwencję opisaną jako HACNS1. Jest ona silnie zachowana u niemal wszystkich kręgowców, lecz uległa aż szesnastu punktowym mutacjom od momentu rozejścia się linii rozwojowych ludzi i szympansów. Badacze przenieśli ludzką wersję HACNS1 do genomu myszy i rozpoczęli analizę rozwoju zarodków. Efekt przerósł oczekiwania naukowców - okazało się, że niewielka zmiana w pozagenowym DNA doprowadziła do istotnych zmian w ekspresji genów. Na podstawie eksperymentu zasugerowano, że analizowana sekwencja odpowiada najprawdopodobniej za charakterystyczną budowę ludzkich stóp, nadgarstków i dłoni. Pomimo sukcesu dr Noonan jest ostrożny. Zaznacza, że nie przeprowadzono pełnych badań i nie sprawdzono, czy zmiana aktywności genów rzeczywiście doprowadziłaby do rozwoju kończyn o "ludzkiej" budowie. Podkreśla przy tym, że długoterminowym celem jest odnalezienie możliwie wielu sekwencji podobnych do tej i zastosowanie myszy do oceny ich wpływu na ewolucję rozwoju człowieka.
  22. Dla wielu z nas podbiegnięcie do autobusu czy tramwaju jest szczytem możliwości, a powinniśmy osiągać dużo lepsze wyniki, zważywszy, że kształty nadane naszemu ciału przez ewolucję (zwłaszcza wyprostowana postawa oraz masywne pośladki) miały służyć właśnie do biegania. Antropolog Dan Lieberman z Uniwersytetu Harvarda zasugerował 2 lata temu, że taka budowa ciała miała umożliwiać naszym przodkom szybkie bieganie na duże odległości, aby zdobyć pożywienie przed innymi drapieżcami. Po obserwacjach prowadzonych wśród współczesnych plemion myśliwych z Botswany (Gwi oraz Xo), Louis Liebenberg, antropolog z Cape Town w RPA, stwierdził, że następnym etapem w ewolucji metod polowania były biegi wytrzymałościowe, które miały prowadzić do śmierci ofiary z powodu wyczerpania wysiłkiem (mówiąc kolokwialnie, chodziło o zabieganie na śmierć). Liebenberg zauważył, że upolowanie zwierzęcia poprzez zabicie wysiłkiem daje więcej mięsa przypadającego na jedno polowanie niż upolowanie go harpunem czy z łuku. Taka metoda polowania wymaga jednak dużej sprawności fizycznej, nie wszystkie gatunki zwierząt można również w ten sposób zabijać. Swoje spostrzeżenia Liebenberg opublikował w magazynie Current Anthropology.
  23. Delikatne i niezbyt dobrze zbudowane, kaczodziobe dinozaury z rodziny hadrozaurów (Hadrosauridae) nie miały wielkiej szansy w bezpośrednim starciu ze słynnym tyranozaurem. Okazuje się jednak, że ewolucja umożliwiła im sprytne ominięcie tego problemu. O odkryciu informują naukowcy z Uniwersytetu Ohio. Co zrobić, gdy drapieżnik jest większy i silniejszy, a do tego zbudowany jak rasowy morderca? Rozwiązaniem problemu może być szybkość wzrastania i dojrzewania - twierdzą badacze. Przeprowadzili oni analizę jednego z przedstawicieli rodziny hadrozaurów, hipakrozaura, oraz trzech drapieżników: niewielkiego troodona i dwóch gadzich gigantów, tyranozaura i albertozaura. Na podstawie badań stwierdzono, że pierwszy z nich potrzebował zaledwie 10-12 lat, by osiągnąć pełny wzrost. Dla porównania, znacznie większy od niego tyranozaur potrzebował na to od 20 do 30 lat. Co więcej, hipakrozaur znacznie wcześniej osiągał dojrzałość płciową i zdolność do rozrodu - wystarczały do tego zaledwie dwa-trzy lata. Jak tłumaczy dr Drew Lee, główna autorka odkrycia, badany przez nas kaczodzioby dinozaur rósł od trzech do pięciu razy szybciej niż jakikolwiek ówczesny drapieżnik, który mógłby mu zagrozić. W momencie, gdy dinozaur kaczodzioby był już w pełni wyrośnięty, tyranozaury były wyrośnięte dopiero w połowie. Współpracująca z nią doktorantka Lisa Noelle Cooper skomentowała zaś wyjątkowe tempo dojrzewania płciowego: to kolejna "premia" w starciu z drapieżnikami. Właśnie na tym polega ewolucja. Głównym zadaniem pani Cooper, które zrealizowała jeszcze jako magistrantka, była analiza struktury kości hipakrozaura. Na podstawie badania przekrojów tkanki kostnej możliwe jest ustalenie wieku zwierzęcia - co roku pojawia się w nich bowiem kolejny koncentryczny krążek, podobny do słojów w pniach drzew. Wyniki testu zaskoczyły badaczkę: byliśmy zszokowani tym, jak szybko one rosły. Jeśli spojrzy się na przekrój przez kość bardzo młodych osobników lub nawet tych dojrzewających wewnątrz jaja, można dostrzec ogromne przestrzenie, wewnątrz których przenikały naczynia krwionośne dostarczające krew. Oznacza to, że rosły jak szalone. Wyjątkowo szybkie dorastanie hipakrozaura było konieczne, gdyż był on jednym z trzech najważniejszych obiektów polowań żyjących w okresie kredy tyranozaurów. Co więcej, kaczodziobe były, w przeciwieństwie do dwóch pozostałych "towarzyszy niedoli", pozbawione rogów i twardej skorupy, która mogłaby ochronić je przed atakiem lub nawet umożliwić samoobronę. Warto jednak wspomnieć, że wszystkie trzy ofiary wielkiego oprawcy dorastały znacznie szybciej od niego samego. Taktyka wykształcona podczas ewolucji hadrozaurów nie jest najprawdopodobniej rzadkością. Jak informuje dr Lee, podobne właściwości wykazują przedstawiciele wszystkich gromad kręgowców, a nawet niektóre motyle. Dotychczas brakowało jednak dowodów, by ta sama metoda ułatwiająca przetrwanie była stosowana już w erze mezozoicznej.
  24. Zmiany w metabolizmie mózgu związane z przebiegiem ewolucji najprawdopodobniej zbliżyły ten organ do granic możliwości jego rozwoju - donoszą naukowcy. Ich zdaniem, odkrycie potwierdza hipotezę, zgodnie z którą schizofrenia jest "efektem ubocznym" gwałtownej ewolucji centralnego układu nerwowego u ludzi. Badania przeprowadziła grupa ekspertów z uczelni w Cambridge, Lipsku i Szanghaju. Ich zadaniem było porównanie metabolizmu mózgów ludzi zdrowych oraz chorych na schizofrenię z aktywnością tego organu u makaków, jednego z gatunków małp wąskonosych. Aby to osiągnąć, analizowano aktywność genów związanych z pracą układu nerwowego oraz stężenie wielu metabolitów wytwarzanych i zużywanych w mózgu. Jak tłumaczy kierujący zespołem dr Philipp Khaitovich z Instytutu Maksa Plancka w Lipsku, celem badań było zidentyfikowanie molekularnych mechanizmów związanych z ewolucją ludzkich zdolności poznawczych dzięki wykorzystaniu danych biologicznych z dwóch źródeł: ewolucyjnego oraz medycznego. Wielu naukowców już wcześniej sugerowało, że niektóre choroby neurologiczne są komplikacją powstałą w wyniku gwałtownego wzrostu aktywności oraz rozmiaru ludzkiego mózgu w porównaniu do naszych ewolucyjnych przodków. Dzięki przeprowadzonym eksperymentom teoria ta uzyskała silne poparcie w postaci danych doświadczalnych. Zespół dr Khaitovicha wykazał, że wiele zmian zaobserwowanych w mózgach osób chorych na schizofrenię jest bardzo podobnych do tych, które towarzyszyły ewolucji mózgu małpiego i wytworzeniu jego ludzkiego odpowiednika. W przypadku choroby te same zmiany, związane głównie z procesami energetycznymi w komórkach, najprawdopodobniej "zaszły za daleko", prowadząc do upośledzenia funkcji układu nerwowego. Wiele wskazuje więc na to, że przyczyną schizofrenii jest brak możliwości adaptacji mózgu do gwałtownego wzrostu tempa przemian metabolicznych. Może to także oznaczać, że ludzki mózg musiałby przejść głęboką przebudowę zanim stałby się możliwy ewolucyjny "skok" na miarę tego związanego z wytworzeniem centralnego układu nerwowego człowieka. Autorzy odkrycia twierdzą, że umożliwia ono przeprowadzenie kolejnych badań związanych z ludzkim mózgiem. Jak tłumaczy dr Khaitovich, nasze mózgi wyjątkowe w porownaniu do wszystkich innych gatunków ze względu na ich niesamowite zapotrzebowanie energetyczne. Dodaje: Jeśli będziemy umieli wyjaśnić, w jaki sposób są w stanie wytrzymać to oszałamiające tempo metabolizmu, będziemy mieli znacznie większe szanse na zrozumienie pracy ludzkiego mózgu oraz powodów, dla których czasami ten system zawodzi.
  25. Co jest lepsze: szybka, lecz nieprecyzyjna reakcja na bodziec, czy długie i dokładne przemyślenia? Wszystko wskazuje na to, że o przewadze jednego z dwóch typów odpowiedzi decyduje określona sytuacja, w której się znajdujemy. Czy oznacza to, że w mózgu istnieją dwa osobne systemy podejmowania decyzji? Badania wykonane na Uniwersytecie w Bristolu wskazują na to, że najprawdopodobniej tak właśnie jest. Główny autor badań, Pete Trimmer, tłumaczy: Jeśli porównamy mózg człowieka i gada, zauważymy, że są niezwykle podobne, nie licząc występowania u ssaków rozległej "zewnętrznej kory" [mózgowej], otaczającej wspólny dla wszystkich kręgowców "mózg podkorowy". Fakt, że gady są zdolne do podejmowania decyzji, sugerowałby, że "mózg podkorowy" bierze udział w tym procesie. Badania fMRI [funkcjonalny rezonans magnetyczny, technika badania aktywności mózgu - przyp. red.] pokazują jednak, że niektóre rejony kory (które rozwinęły się w ewolucji później) także są używane przy podejmowaniu decyzji. Czy mózg potrzebuje dwóch jednostek odpowiedzialnych za dokonywanie wyboru? Czy korzyści z posiadania kory mózgowej są na tyle duże, że człowiekowi opłaca się unosić dodatkowy ciężar i dostarczać temu rejonowi energii? Czy ewolucja kory mózgowej sprawiła, że "mózg podkorowy" jest już nam niepotrzebny i zaniknie w toku ewolucji? Między innymi na te pytania próbował odpowiedzieć dr Trimmer. Aby lepiej zrozumieć analizowane problemy, badacz stworzył dwa modele teoretyczne. Zgodnie z ich założeniami, starsza ewolucyjnie część mózgowia reprezentowana była przez układ "myślący" bardzo szybko i niedokładnie, zaś symulacja pracy rejonów rozwiniętych u ssaków zakładała stosunkowo powolne zbieranie informacji przed podjęciem decyzji w oparciu o złożony zestaw danych. Wyniki symulacji pokazują, że w sytuacjach nagłego zagrożenia, takich jak atak drapieżnika, priorytetem jest szybkość, a nie precyzja reakcji. Z tego powodu znacznie lepiej sprawuje się w takich momentach "mózg podkorowy". Okazuje się jednak, że kora mózgowa funkcjonuje doskonale w sytuacjach nietypowych i złożonych, takich jak np. te spotykane w życiu społecznym. W jakim kierunku będzie ewoluował ludzki mózg? Dr Trimmer ocenia: Ponieważ nasze życie stało się bardziej skomplikowane, korzyści wynikające ze zbierania informacji przed podjęciem decyzji wywierają presję ewolucyjną na starsze obszary mózgu. Może to prowadzić do szybkiego rozwoju kory mózgowej u ssaków. Jeśli więc ludzie będą nadal żyli w świecie pełnym zagrożeń, takich jak dzikie zwierzęta czy szybko poruszające się samochody, wciąż będzie istniała ewolucyjna korzyść z utrzymywania "układu podkorowego", przez co szansa na jego zanik jest znikoma u "ludzi przyszłości". Szczegółowych informacji o badaniach dr. Trimmera dostarcza najnowszy numer czasopisma Proceedings of the Royal Society B.
×
×
  • Dodaj nową pozycję...