Znajdź zawartość

W najbliższych tygodniach na niebie ujrzymy kometę, którą ostatni raz człowiek współczesny oglądał w towarzystwie neandertalczyka. Kometa C/2022 E3 (ZTF) została odkryta w marcu ubiegłego roku przez Zwicky Transient Facility. Wtedy znajdowała się w okolicach Jowisza. Już za 3 dni, 12 stycznia, osiągnie najbliższy Słońcu punkt swojej orbity, a najbliżej Ziemi znajdzie się 1 lutego. Będzie ją można zobaczyć za pomocą lornetki, a najprawdopodobniej również i gołym okiem. Z obliczeń jej orbity wynika, że ludzkość ostatni raz oglądała tę kometę przed 50 000 laty. Astronomowie szacują, że jądro C/2022 E3 (ZTF) ma około kilometra średnicy. Jest więc znacznie mniejsze od 5-kilometrowego jądra ostatniej widzianej gołym okiem komety, NEOWISE z 2020 roku. C/2022 znajdzie się jednak bliżej Ziemi, dzięki czemu łatwo będzie można ją obserwować. Co prawda najbliżej będzie 1 lutego, jednak wówczas w obserwacjach może przeszkodzić jasno świecący Księżyc. Dlatego też astronomowie mówią, że najlepszym momentem na obserwację będzie koniec stycznia, kiedy kometa znajdzie się pomiędzy Małą a Wielką Niedźwiedzicą. Optymalnym czasem do obserwacji może być noc z 21 na 22 stycznia. Łatwo też będzie ją znaleźć 10 lutego, gdy przeleci w pobliżu Marsa. Niewykluczone, że obecnie ludzkość ma ostatnią okazję oglądać tę kometę. Niektórzy astronomowie nie wykluczają bowiem, że zostanie ona wyrzucona z Układu Słonecznego. Specjaliści będą badali C/2022 E3 między innymi za pomocą Teleskopu Webba, jednak nie będzie on wykonywał zdjęć, a badał jej skład. Im bliżej kometa jest Słońca, tym łatwiej prowadzić tego typu badania, gdyż nasza gwiazda odparowuje jądro komety, co pozwala na analizę składu gazów. « powrót do artykułu

Pojedyncza zmiana w jednym z aminokwasów w proteinie TKTL1 spowodowała, że w płatach czołowych Homo sapiens produkcja neuronów była większa niż u neandertalczyków. Odkrycie dokonane przez naukowców z Instytutu Molekularnej Biologii Komórkowej i Genetyki im. Maxa Plancka w Dreźnie może wyjaśniać, dlaczego to my jesteśmy jedynym gatunkiem człowieka, jaki obecnie chodzi po Ziemi. Naukowcy od dziesięcioleci próbują odpowiedzieć na pytanie, co dało nam przewagę nad naszymi krewniakami. Wiemy, że nasze mózgi mają podobną wielkość do mózgów neandertalczyków, jednak niewiele wiemy o ich rozwoju i produkcji neuronów. Niedawno dowiedzieliśmy się, że mózg neandertalczyka popełniał podczas rozwoju więcej błędów, niż mózg człowieka współczesnego. Uczeni z Drezna wykazali właśnie, że obecny u H. sapiens wariant proteiny TKTL1 – który od TKTL1 neandertalczyka różni się tylko jednym aminokwasem – zwiększa produkcję produkcję komórek progenitorowych w korze nowej, odpowiedzialnej za wiele procesów poznawczych. Jako, że TKTL1 jest szczególnie aktywna w płatach czołowych podczas rozwoju płodowego, naukowcy doszli do wniosku, że ta zmiana w pojedynczym aminokwasie spowodowała, że w płacie czołowym tworzącego się mózgu H. sapiens powstawało więcej neuronów niż w mózgach H. neanderthalensis. Jeśli porównamy białka H. sapiens i naszych najbliższych krewnych – neandertalczyków i denisowian – zauważymy, że zmiany w sekwencji aminokwasów występują w bardzo niewielkiej liczbie protein. W większości przypadków nie wiemy, jakie jest znaczenie tych zmian. Naukowcy z Drezna skupili się podczas swoich badań na TKTL1. Zauważyli, że we współczesnym wariancie tej proteiny w jednej z sekwencji występuje arginina, podczas gdy u neandertalczyków w tym miejscu jest lizyna. Postanowili więc zbadać, jakie znaczenie ma ta zmiana. Podczas badań wykorzystali mysie embriony. Do ich kory nowej wprowadzali albo TKTL1 właściwe dla H. sapiens albo neandertalczyków. Zauważyli, że u embrionów, którym wstrzyknięto proteinę od H. sapiens zwiększyła się liczba komórek gleju radialnego i ostatecznie mózgi tych embrionów miały więcej neuronów. Zjawiska takiego nie stwierdzono u embrionów z wstrzykniętym TKTL1 neandertalczyków. Po tym odkryciu uczeni postanowili sprawdzić, jakie ma to znaczenie dla ludzkiego mózgu. Tutaj do badań użyli organoidów ludzkiego mózgu. Organoidy to komórki hodowane tak, by tworzyły miniaturowe uproszczone wersje narządów, które chcemy badać. W organoidach ludzkiego mózgu argininę w odpowiedniej sekwencji TKTL1 zastąpili lizyną, jak i neandertalczyków. Stwierdziliśmy, że w organoidach mózgu z neandertalską wersją TKTL1 pojawiło się mniej komórek gleju radialnego i, w konsekwencji, mniej neuronów, mówi Anneline Pinson. To nam pokazuje, że chociaż nie wiemy, ile neuronów miał mózg neandertalczyka, możemy przyjąć, że człowiek współczesny ma więcej neuronów w płacie czołowym – gdzie TKTL1 jest najbardziej aktywny – niż neandertalczyk, dodaje. Badacze zauważyli również, że TKTL1 u człowieka współczesnego prowadzi do zmiany metabolizmu, w szczególności do stymulacji szlaku pentozofosforanowego co skutkuje zwiększoną syntezą kwasów tłuszczowych. W ten sposób, jak przypuszczają, TKTL1 zwiększa syntezę pewnych lipidów błony komórkowej, stymulujących proliferację komórek gleju gwiaździstego, a to w konsekwencji skutkuje większą liczbą neuronów. Prawdopodobne staje się więc przypuszczenie, że dzięki pojedynczej zmianie aminokwasu H. sapiens zyskał większe zdolności poznawcze, dzięki czemu wygrał rywalizację z innymi gatunkami człowieka. « powrót do artykułu

Pojedyncza zmiana genetyczna mogła zdecydować, że to Homo sapies wygrał rywalizację ewolucyjną z neandertalczykiem i denisowianinem. To fascynujące, że pojedyncza zmiana w ludzkim DNA mogło doprowadzić do zmiany połączeń w mózgu, mówi główny autor badań opublikowanych na łamach Science, profesor Alysson R. Muotri z Uniwersytetu Kalifornijskiego w San Diego (UCSD). Muotri, profesor pediatrii oraz medycyny komórkowej i molekulanej od dawna bada kwestie związane z rozwojem mózgu oraz nieprawidłowościami prowadzącymi do schorzeń neurologicznych. Interesuje go również ewolucja mózgu, a szczególnie to, co różni nasz mózg od mózgów najbliżej spokrewnionych z nami ludzi – neandertalczyków i denisowian. Badania nad ewolucją wykorzystują głównie dwa narzędzia – genetykę i badanie skamieniałości. Problem jednak w tym, że żadne z tych narzędzi nie mówi nam zbyt wiele o budowie i funkcjonowaniu mózgu. Mózg nie ulega bowiem fosylizacji, nie ma więc czego badać. Muotri zdecydował więc na wykorzystanie komórek macierzystych, narzędzia, które jest rzadko używane w rekonstrukcjach ewolucyjnych. Komórki macierzyste mogą zostać wykorzystane do tworzenia w laboratorium organoidów, czyli zminiaturyzowanej uproszczonej wersji badanego narządu. Muotri i jego zespół są pionierami w wykorzystywaniu komórek macierzystych do porównywania ludzi z innymi naczelnymi, jak szympansy czy bonobo. Dotychczas jednak uważana, że wykorzystanie tej techniki do porównania z gatunkami wymarłymi nie jest możliwe. W ramach najnowszych badań naukowcy katalogowali różnice genetyczne pomiędzy H. sapiens a neandertalczykami i denisowianami. Wykorzystując zmianę znalezioną w jednym tylko genie udało im się, za pomocą komórek macierzystych, uzyskać „neandertalski” organoid mózgu. Nie wiemy, kiedy i jak doszło do tej zmiany. Wydaje się jednak, że była ona znacząca i pozwala wyjaśnić umiejętności współczesnego człowieka dotyczące zachowań społecznych, języka, kreatywności, umiejętności adaptacji i wykorzystania technologii, Muotri. Naukowcy początkowo znaleźli 61 genów, których wersje odróżniały nas od naszych wymarłych kuzynów. Jednym z tych zmienionych genów był NOVA1. Przykuł on uwagę Muotriego, gdyż wiadomo, że jest to ważny gen regulatorowy, wpływający na wiele innych genów podczas wczesnych etapów rozwoju mózgu. Naukowcy wykorzystali więc technologię edytowania genów CRISPR do stworzenia współczesnych ludzkich komórek macierzystych zawierających neandertalską wersję genu NOVA1. Następnie pokierowali komórkami macierzystymi tak, by rozwijały się w komórki mózgowe, uzyskując w ten sposób „neandertalskie” organoidy mózgu. Organoidy mózgu to niewielkie grupy komórek mózgowych uzyskane z komórek macierzystych. Są one użytecznym modelem do badania genetyki, rozwoju chorób, reakcji mózgu na infekcje czy na leki. Stworzone przez kalifornijskich uczonych „neandertalskie” organoidy już na pierwszy rzut oka wyglądały inaczej. Miały wyraźnie inny kształt, co było wydać nawet gołym okiem. Gdy uczeni bliżej im się przyjrzeli okazało się, że organoidy H. sapiens i organoidy „neandertalskie” różnią się także sposobem proliferacji komórek oraz tworzenia synaps. Miały nawet odmienne proteiny biorące udział w tworzeniu synaps. A impulsy elektryczne generowane w „neandertalskich” organoidach były silniejsze na początkowym etapie rozwoju, jednak nie dochodziło w nich do takiej synchronizacji jak w organoidach H. sapiens. Zdaniem Muotriego, sposób działania i zmian w sieci neuronowej „neandertalskich” organoid jest podobny do działania, dzięki któremu noworodki naczelnych nieczłowiekowatych są w stanie nabywać nowe umiejętności znacznie szybciej niż ludzkie noworodki. Skupiliśmy się tylko na jednym genie, którego wersje różnią się pomiędzy człowiekiem współczesnym a wymarłymi kuzynami. Na następnych etapach badań chcemy skupić się na pozostałych 60 genach i sprawdzić, co dzieje się, gdy jeden, dwa lub więcej z nich, zostanie zmienionych, mówi Muotri. « powrót do artykułu

Kciuki neandertalczyków były lepiej przystosowane do trzymania narzędzi w sposób, w jaki obecnie trzymamy młotek, wynika z badań opublikowanych na łamach Scientific Reports. Odkrycie sugeruje, że neandertalczycy mogli mieć problemy z precyzyjnym uchwyceniem przedmiotów, które trzeba było trzymać pomiędzy czubkami kciuka i palca wskazującego. Autorzy najnowszych badań – naukowcy z University of Kent, Sorbonne Universities oraz paryskiego Muséum national d’Histoire naturelle – szczegółowo zmapowali staw śródręczno-nadgarstkowy kciuka (TMC) u 5 neandertalczyków, 5 wczesnych Homo sapiens sapiens oraz 50 współcześnie żyjących ludzi. Okazało się, że u neandertalczyków wspomniany staw miał nieco inny kształt oraz orientację niż u ludzi współczesnych. Jest on bardziej płaski i ma mniejszą powierzchnię styku. U człowieka współczesnego połączenia kości są większe i bardziej zagięte, co łatwiej pozwala na chwytanie przedmiotów pomiędzy czubkiem kciuka z pozostałymi palcami. Autorzy stwierdzili, że dłoń neandertalczyka była lepiej przystosowana do uchwytów mocnych niż precyzyjnych. Neandertalczyk mógł chwytać przedmioty pomiędzy czubek kciuka a innego palca, jednak sprawiało mu to więcej kłopotów niż człowiekowi współczesnemu. Ze szczegółami badań można zapoznać się na łamach Nature. « powrót do artykułu

Naukowcy analizujący genom współczesnych mieszkańców Afryki Zachodniej ze zdumieniem odkryli ślady nieznanej populacji człowieka. Okazało się, że badane cztery zachodnioafrykańskie populacje współczesnych ludzi dziedziczą od 2 do 19 procent swojego genomu od gatunku, który pojawił się jeszcze zanim neandertalczycy oddzielili się od człowieka współczesnego. Genetycy podejrzewają, że przodkowie współczesnych mieszkańców Afryki Zachodniej krzyżowali się z nieznaną dotychczas populacją. Ta nieznana linia ewolucyjna istniała przed około 500 000 lat i miała dość duży wpływ na genom obecnych mieszkańców. Badaniami objęto cztery afrykańskie populacje, dwie z Nigerii i po jednej z Gambii i Serra leone. Naukowcy sądzą, że ta nieznana populacja oddzieliła się od wspólnego przodka neandertalczyka i człowieka współczesnego pomiędzy 360 000 a milionem lat temu. Najprawdopodobniej grupa ta liczyła 20 000 osobników i krzyżowała się z przodkami współczesnych mieszkańców tych terenów w ciągu ostatnich 124 000 lat. Możliwe jest też, że dochodziło do wielu licznych epizodów krzyżowania się z różnymi populacjami tego samego gatunku. Obecnie nie mamy żadnych skamieniałości tej tajemniczej populacji. Jednak po raz kolejny przekonujemy się, że historia ewolucyjna człowieka jest znacznie bardziej skomplikowana, niż sądzono jeszcze kilkanaście lat temu. Od dawna wiemy, że zamieszkujący Europę człowiek współczesny krzyżował się z neandertalczykami. Niedawno odkryliśmy denisowian, których geny nosi wielu mieszkańców Azji, okazało się również, iż w Afryce występuje znacznie większa domieszka genów neandertalczyków, niż można się było spodziewać. Teraz zaś dowiadujemy się o istnieniu nieznanej populacji w Afryce Zachodniej. Ze szczegółami badań można zapoznać się na łamach Science Advances. « powrót do artykułu

Udomowienie zwierząt przez ludzi wiąże się z całym szeregiem zmian genetycznych zachodzących w udomawianych gatunkach. Zwierzęta stają się np. mniej agresywne, bardziej przyjazne, mają mniejsze zęby i bardziej miły dla oka, łagodniejszy wygląd. Autorzy najnowszych badań sugerują, że zanim udomowiliśmy zwierzęta... udomowiliśmy samych siebie. Ludzie współcześni są mniej agresywni i bardziej skorzy do współpracy, niż nasi przodkowie. Przeszliśmy też, w porównaniu chociażby z neandertalczykami, znaczne zmiany fizyczne. Nasze czaszki są mniejsze, a łuki brwiowe mniej wydatne. To skłoniło naukowców, do zastanowienia się, czy ludzie sami się nie udomowili. Biolog molekularny Giuseppe Testa i jego koledzy w Uniwersytetu w Mediolanie postanowili bliżej przyjrzeć się temu zagadnieniu. Przyjrzeli się genowi BAZ1B, który odgrywa ważną rolę w rozwoju komórek grzebienia nerwowego. Większość ludzi posiada dwie kopie tego genu. Jednak u osób cierpiących na zespół Williamsa brakuje jednej z kopii. Skutki tej choroby to m.in. niedobory poznawcze, mniejsza czaszka, „twarz elfa” i niezwykle przyjazne podejście do innych ludzi. Naukowcy, chcąc sprawdzić, czy BAZ1B odgrywa jakąś rolę w pojawieniu się takich a nie innych cech wyglądu zewnętrznego u osób z zespołem Williamsa, wyhodowali w laboratorium 11 linii komórek macierzystych grzebienia nerwowego: cztery zostały pobrane od osób chorych na zespół Williamsa, trzy od osób cierpiących na podobne schorzenie, w którym jednak dochodzi do duplikacji a nie delecji genów, a cztery od osób zdrowych. Następnie za pomocą różnych technik naukowcy zwiększali lub zmniejszali aktywność BAZ1B w każdej z linii komórek. Zauważyli w ten sposób, że manipulowanie ekspresją tego genu wpływało na setki innych genów odpowiedzialnych za rozwój czaszki i twarzy. Przede wszystkim zaś okazało się, że wyciszenie BAZ1B prowadziło do pojawienia się charakterystycznego wyglądu twarzy u osób z zespołem Williamsa. Gdy następnie naukowcy sprawdzili genom neandertalczyków i denisowian pod kątem genów reagujących na zmiany aktywności BAZ1B odkryli, że u człowieka współczesnego występuje cały szereg specyficznych mutacji w tych genach. To wskazuje, że na ich kształt wpłynął dobór naturalny. Jako, że u udomowionych zwierząt również zaobserwowano mutacje wielu z tych genów, co wskazuje, że i H. sapiens przeszedł proces udomowienia. To niezwykle imponujące badania, chwali włoskich kolegów Richard Wrangham z Uniwersytetu Harvarda. Potwierdzają one hipotezę o udomowieniu człowieka współczesnego. Uczony dodaje jedna, że w procesie udomowienia zapewne wzięło udział wiele różnych genów, więc nie powinniśmy przeceniać ewolucyjnego znaczenia BAZ1B. Oni skupili się na jednym, bardzo ważnym genie, ale jasnym jest, że działało tutaj wiele genów. Z kolei William Tecumseh Fitch III, biolog ewolucyjny z Uniwersytetu Wiedeńskiego, sceptycznie podchodzi do szukania podobieństw pomiędzy udomowieniem zwierząt, a samoudomowieniem się ludzi. Mamy tutaj i podobieństwa i różnice. Poza tym sądzę, że jeden czy kilka genów nie mogą być dobrym modelem dla opisywania działania olbrzymiej liczby genów biorących udział w procesie udomowienia. Pozostaje też pytanie, dlaczego ludzie sami mieliby się udomawiać. Wrangham uważa, że gdy wcześni ludzie tworzyli współpracujące ze sobą grupy, pojawiła się presja ewolucyjna, która faworyzowała cechy związane z mniejszą agresją. Po raz pierwszy pojawiła się aktywna selekcja, która działała przeciwko genom promującym agresję, stwierdza uczony. « powrót do artykułu

Nowe analizy kości, która posłużyła do odkrycia i zidentyfikowania denisowian, zdradzają kolejne sekrety tego tajemniczego gatunku człowieka. Cyfrowa rekonstrukcja paliczka dowodzi, że palce denisowian były bardziej podobne do palców Homo sapiens niż do neandertalczyków. W 2008 roku w Denisowej Jaskini znaleziono fragment kości małego palca. Dwa lata później świat obiegła wiadomość, że należał on do gatunku odmiennego zarówno od neandertalczyków jak i ludzi współczesnych. W ten sposób dowiedzieliśmy się o istnieniu denisowian. Wspomniana kość została podzielona na dwie części. Jedna z nich, bliższa samej dłoni, trafiła do Instytutu Maksa Plancka, gdzie przeszła badania i to na jej podstawie zidentyfikowano denisowian, drugą część wysłano na Univerity of Berkeley. Teraz porównano analizy DNA obu części, by upewnić się, że należały do tej samej osoby i wykonano cyfrową rekonstrukcję całej kości. To nie zrewolucjonizuje naszej wiedzy o morfologii denisowian, ale rzuci nieco światła na tę kwestię, mówi paleoantropolog Bence Viola z University of Toronto. Kość została odkryta przez rosyjskich archeologów pracujących pod kierunkiem Anatolija Derewianko. Zdecydowano się ją podzielić i wysłać do dwóch specjalistycznych laboratoriów, by te spróbowały dokonać analizy genomu. Po tym, jak uczeni z Instytutu Genetyki Ewolucyjnej im. Maksa Plancka w Lipsku zsekwencjonowali DNA i okazało się, że należy ono do nieznanego gatunku człowieka, rosyjscy archeolodzy przyznali, że drugi fragment kości wysłali do USA. Uczeni z Niemiec nie mieli zamiaru pozwolić, by Amerykanie ich wyprzedzili i w marcu 2010 opublikowali wyniki badań nad mitochondrialnym DNA (mDNA) kości, a kilka miesięcy później opisali pełne DNA jądrowe (nDNA). Denisowa Jaskinia stała się jednym z najważniejszych stanowisk archeologicznych. Znaleziono w niej m.in. szczątki potomka neandertalskiej matki i denisowiańskiego ojca. Nie mniej jednak interesujące są losy samej kości, a raczej jej fragmentu, który został wysłany do USA. Trafił on do zespołu genetyka Edwarda Rubina z Lawrence Berkeley Laboratory (LBL). Gdy w Lipsku zespół Svante Pääbo zsekwencjonował mDNA Eva-Maria Geigl z Institute Jacques Monod w Paryżu poprosiła Rubina o przesłanie jej kości, którą dostał od Rosjan. Chciała bowiem zskewencjonować nDNA. Nie mogła sobie z tym poradzić, więc zaczęła pracować nad innymi metodami sekwencjonowania. W tym czasie zespół Paabo opublikował również wyniki badań nad nDNA. W tej sytuacji Rubin poprosił Geigl o zwrot kości. Została ona wysłana z powrotem do USA w 2011 roku, jednak Geigl zachowała sobie próbki i wykonała szczegółowe fotografie. Uczona przez lata próbowała zbadać nDNA, ale jej się to nie udało. W końcu zdecydowała się na publikację danych z mDNA. Dzięki temu potwierdzono, że oba fragmenty pochodzą z tej samej kości, a wykonane przez nią zdjęcia posłużyły do jej cyfrowej rekonstrukcji. Okazało się, że mimo iż denisowianie są bliżej spokrewnieni z neandertalczykami, to ich palce bardziej przypominały palce H. sapiens. Skądinąd wiemy, że zęby denisowian nie przypominają zębów człowieka współczesnego. Tymczasem fragment kości wysłany do USA zaginął. Rubin w 2016 roku opuścił LBL i rozpoczął pracę dla przemysłu, a dziennikarzom nie udało się z nim skontaktować. Odkrywca kości, Anatolij Derewianko twierdzi, że w 2011 lub 2012 Rubin wysłał kość do słynnego laboratorium Eske Willersleva z Uniwersytetu w Kopehnadze. Laboratorium nie odpowiedziało dotychczas na pytanie o kość. Na razie nie wiadomo zatem, gdzie kość jest, ani w jakim jest tanie. Badania DNA są badaniami destrukcyjnymi i zespół Pääbo musiał częściowo zniszczyć swój fragment kości. « powrót do artykułu