Jump to content
Forum Kopalni Wiedzy

Recommended Posts

Paleoantropolodzy od lat zadają sobie pytanie, kiedy rozeszły się drogi człowieka i szympansa. Badania skamieniałości sugerują, że pierwsze hominidy powstały pomiędzy 5 a 7 milionami lat temu, co zostało potwierdzone podczas badań molekularnych. Ostatnie odkrycie burzy jednak ten obraz.

Duński badacz Asger Hobolth z North California State University opublikował właśnie w piśmie PLoS Genetics artykuł, w którym omawia wyniki badań 1,9 miliona par bazowych DNA ludzi, szympansów, goryli i orangutanów. Pary pochodziły z czterech regionów genomu.

Podczas badań wykorzystano metodę statystyczną zwaną ukrytym modelem Markowa, która pozwoliła na zidentyfikowanie niewielkich różnic pomiędzy genomami ludzi i małp. Dzięki temu uczeni mogli się dowiedzieć, jak blisko jesteśmy spokrewnieni z każdym z gatunków.

Tej samej metody użyto następnie, by sprawdzić jak ludzie i szympansy dziedziczyli różne fragmenty niekodującego DNA. Pozwoliło to określić, które fragmenty pochodzą od wspólnego przodka człowieka i szympansa, a które dzielimy z gorylami i orangutanami. Co więcej, naukowcom udało się określić kolejność dziedziczenia.

Rozpoczęli więc podróż w czasie, która zaczęła się przed 18 milionami lat, oddzieleniem się orangutanów od reszty małp. Zakończyli ją, ku swojemu zdumieniu, przed 4,1 milionami lat. To właśnie wówczas, ich zdaniem, doszło do rozdzielenia człowieka i szympansa. Dokładność datowania wynosi +/- 400 000 lat.

Niektórzy specjaliści uważają, że to niemożliwe, byśmy jeszcze tak niedawno byli bezpośrednio związani z szympansami. Dlatego też sugerują, że w ukrytym modelu Markowa tkwi jakiś błąd. Wyniki badań stoją w sprzeczności z tym, co wiemy ze skamieniałych szczątków naszych przodków. Rozdzielenie się człowieka i szympansa przed 4,1 miliona lat... trudno będzie to obronić, ponieważ skamieniałości temu przeczą – uważa Blair Hedges, biolog ewolucyjny z Pennsylvania State University.

Inni, tacy jak genetyk David Reich z Harvard Medical School, uważają, że zastosowana metoda wykazała przynajmniej, iż ewolucja genomu jest bardziej skomplikowana, niż nam się wydawało.

Odkrycie Hoboltha jest przy tym zgodne z tym, co przed rokiem zaproponował sam Reich, pisząc na łamach Science iż szympansy i ludzie są spokrewnieni bliżej, niż sądzimy.

 

Share this post


Link to post
Share on other sites

Create an account or sign in to comment

You need to be a member in order to leave a comment

Create an account

Sign up for a new account in our community. It's easy!

Register a new account

Sign in

Already have an account? Sign in here.

Sign In Now
Sign in to follow this  

  • Similar Content

    • By KopalniaWiedzy.pl
      Dyski twarde i inne systemy zapisywania danych przechowują obecnie olbrzymią ilość informacji. Jednak urządzenia te, podobnie jak niegdyś taśmy magnetyczne czy dyskietki, mogą z czasem odejść do lamusa przez co stracimy dostęp do danych, które na nich gromadzimy. Dlatego też naukowcy opracowali metodę zapisu danych w DNA żywego organizmu. Ten rodzaj „pamięci masowej” w przewidywalnym czasie raczej nie stanie się przestarzały.
      Seth Shipman z Uniwersytetu Kalifornijskiego w San Francisco, który nie był zaangażowany w prace, chwali osiągnięcie swoich kolegów z Columbia University, ale zaznacza, że minie dużo czasu, zanim tego typu systemy trafią do praktycznego użytku.
      Naukowcy nie od dzisiaj mówią o przechowywaniu danych w DNA. Kwas deoksyrybonukleinowy to bardzo atrakcyjne medium. Umożliwia on ponad 1000-krotnie gęstsze upakowanie danych niż w najbardziej wydajnych dyskach twardych, co oznacza, że na przestrzeni wielkości ziarna soli można by zapisać 10 filmów kinowych. Ponadto, jako że DNA jest centralnym elementem systemów biologicznych można się spodziewać, że z czasem technologie zapisu i odczytu danych w będą coraz tańsze i coraz doskonalsze.
      Dotychczas by zapisać dane w DNA naukowcy zamieniali ciąg zer i jedynek na kombinacje par bazowych DNA, następnie dane kodowano w DNA. Jednak jako że dokładność syntezy DNA zmniejsza się wraz z długością, syntetyzuje się DNA o długości 200-300 par bazowych. Każdy z takich fragmentów otrzymuje unikatowy identyfikator, dzięki czemu wiadomo, gdzie znajdują się konkretne dane. To bardzo kosztowna metoda. Zapisanie 1 megabita informacji kosztuje nawet 3500 USD, a fiolki z DNA mogą z czasem ulegać degradacji.
      Dlatego też naukowcy próbują zapisywać dane w DNA żywych organizmów, które przekazują informacje pomiędzy pokoleniami.
      W 2017 roku zespół Harrisa Wanga z Columbia University wykorzystał technikę CRISPR do rozpoznawania sygnałów biologicznych, takich jak obecność fruktozy. Gdy naukowcy dodali fruktozę do komórek E. coli, zwiększyła się ekspresja genów w cząsteczkach pozachromosomowego DNA zwanych plazmidami.
      Następnie komponenty, które bronią bakterię przed wirusami, pocięły plazmid o zbyt dużej ekspresji genów, a jego część trafiła do konkretnej części bakteryjnego DNA, która zapamiętuje ataki wirusów. Ten dodatkowy element reprezentował cyfrowe „1”. Gdy sygnału z fruktozy nie było, mieliśmy do czynienia z cyfrowym „0”.
      Jednak, jako że w ten sposób można było przechowywać tylko kilka bitów danych, Wand i jego koledzy zastąpili obecnie system oparty na fruktozie systemem elektrycznym. Tak zmodyfikowali bakterię E. coli, że dochodzi w niej do wzrostu ekspresji w plazmidach w reakcji na przyłożone napięcie elektryczne. W ten sposób udało się elektrycznie zakodować w bakteryjnym DNA do 72 bitów danych i zapisać wiadomość „Hello world!”. Uczeni wykazali też, że mogą dodać E. coli do standardowej mieszaniny mikroorganizmów glebowych i później zsekwencjonować całość by odczytać zakodowaną wiadomość.
      Wang podkreśla, że to dopiero początek badań. Nie zamierzamy konkurować w obecnymi systemami przechowywania danych. Przed naukowcami wiele pracy. Muszą np. znaleźć sposób, by uchronić informacje przed degradacją spowodowaną mutacjami bakterii w trakcie podziałów.
      Ze szczegółami można zapoznać się na łamach Nature.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Osoby osierocone w dzieciństwie mogą odczuwać tego konsekwencje przez całe życie. Często słabiej rosną i są w gorszym stanie zdrowia, niż rówieśnicy posiadający oboje rodziców. Seria badań wykazała, że takie negatywne zjawiska dotyczą też osieroconych szympansów.
      Okazuje się, że szympansy, które w dzieciństwie utraciły matkę, słabiej rosną i rzadziej dożywają dorosłości. Badania, przeprowadzone przez Tai Chimpanezee Project z Wybrzeża Kości Słoniowej oraz Instytut Antropologii Ewolucyjnej im. Maxa Plancka w Lipsku wykazały też, że osieroceni szympansi synowie działają w sposób mniej konkurencyjny i mają mniej potomstwa od rówieśników wciąż żyjących z matkami. Narodziło się więc pytanie, co jest przyczyną takich zjawisk?
      Naukowcy przez 30 lat obserwowali trzy społeczności szympansów w Tai National Park. Zbierali pełne dane demograficzne, badali kał każdego nowego członka stada, by określić, kto jest jego ojcem.
      Gdy badamy naszych najbliższych krewnych, takich jak szympansy możemy wiele dowiedzieć się o czynnikach, które spowodowały, że jesteśmy ludźmi. Nasze badania pokazują, że obecność matki i jej wsparcie w czasie dzieciństwa było prawdopodobnie cechą, którą posiadał nasz wspólny z szympansami przodek. Prawdopodobnie to ten fakt ukształtował zarówno ewolucję ludzi, jak i szympansów, mówi główna autorka badań, Catherine Crockford.
      Główne teorie dotyczące ewolucji człowieka mówią, że dzięki temu, iż rodzice H. sapiens przez długi czas dostarczają swoim dzieciom pożywienie, umożliwiło ludziom wyewoluowanie największego mózgu na planecie względem rozmiarów ciała. Mózg to bardzo kosztowna tkanka pod względem energetycznym i długo rośnie. Potrzebuje więc do rozwoju długiego dzieciństwa. To właśnie zapewnia długotrwała opieka rodziców, którzy jednocześnie uczą dziecko, jak radzić sobie w dorosłości. Takie długie dzieciństwo jest rzadkością w świecie zwierząt. Występuje właściwie tylko u wielkich małp.
      Szympansy mają długie dzieciństwo, pozostają z matką przez 12 lat, ale po osiągnięciu przez nie wieku 4–5 lat matki rzadko dostarczają im pożywienie. W większości przypadków szympansie dziecko musi zdobywać je samo. Powstaje więc pytanie, dlaczego w takim przypadku obecność matki zapewnia szympansom przewagę nad ich osieroconymi pobratymcami? Naukowcy jeszcze tego nie wiedzą, ale maja kilka hipotez na ten temat.
      Jedna z nich mówi, że matka wie, gdzie znaleźć najlepsze pożywienie i jak używać narzędzi, by zdobyć ukryte, bardzo pożywne jedzenie, takie jak owady, orzechy czy miód. Dziecko z czasem uczy się takich zdolności. Dlatego też sądzimy, że młode dlatego cały czas wędruje i pożywia się blisko matki, gdyż obserwuje ją i się uczy, mówi Crockford. Inna hipoteza mówi, że matki przekazują dzieciom umiejętności społeczne. Szympansy, podobnie jak ludzie, żyją w złożonym świecie współpracy i konkurencji. Być może obserwując matkę, dziecko uczy się, kiedy należy współpracować, a kiedy konkurować, dodaje Roman Wittig, dyrektor Tai Chimpanzee Project.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Bez cienia wątpliwości wykazaliśmy, że w żywych komórkach powstają poczwórne helisy DNA. To każe nam przemyśleć biologię DNA, mówi Marco Di Antonio z Imperial College London (CL). Naukowcy po raz pierwszy w historii znaleźli poczwórne helisy DNA w zdrowych komórkach ludzkiego organizmu. Dotychczas takie struktury znajdowano jedynie w niektórych komórkach nowotworowych. Udawało się je też uzyskać podczas eksperymentów w laboratorium.
      Teraz okazuje się, że poczwórna helisa DNA może występować też w żywych, zdrowych komórkach ludzkiego ciała. Dotychczas struktury takiej, zwanej G-kwadrupleks (G4-DNA), nie zauważono w żywych komórkach, gdyż technika ich wykrywania wymagała zabicia badanej komórki. Teraz naukowcy z Uniwersytetu w Cambridge, ICL oraz Uniwersytetu w Leeds opracowali nowy znacznik fluorescencyjny, który przyczepia się go G4-DNA w żywych komórkach. To zaś pozwala na śledzenie formowania się tej struktury i badania roli, jaką odgrywa ona w komórce.
      Odkrycie poczwórnej helisy w komórkach, możliwość prześledzenia jej roli i ewolucji otwiera nowe pole badań nad postawami biologii i może przydać się w opracowaniu metod leczenia wielu chorób, w tym nowotworów.
      Teraz możemy obserwować G4 w czasie rzeczywistym w komórkach, możemy badać jej rolę biologiczną. Wiemy, że struktura ta wydaje się bardziej rozpowszechniona w komórkach nowotworowych. Możemy więc sprawdzić, jaką odgrywa ona rolę, spróbować ją zablokować, co potencjalnie może doprowadzić do pojawienia się nowych terapii, stwierdzają autorzy najnowszych badań.
      Naukowcy sądzą, że do formowania się kwadrupleksu dochodzi po to, by czasowo otworzyć helisę, co ułatwia różne procesy, jak np. transkrypcja.
      Wydaje się, że G4 jest częściej powiązana z genami biorącymi udział w pojawianiu się nowotworów. Jeśli struktura ta ma związek z chorobami nowotworowymi, to być może uda się opracować leki blokujące jej formowanie się.
      Już wcześniej ten sam zespół naukowcy wykorzystywał przeciwciała i molekuły, które były w stanie odnaleźć i przyczepić się do G4. Problem jednak w tym, że środki te musiały być używane w bardzo wysokich stężeniach, co groziło zniszczeniem DNA. To zaś mogło prowadzić do formowania się G4, zatem technika, której celem było wykrywanie G4 mogła de facto powodować jego tworzenie się, zamiast znajdować to, co powstało w sposób naturalny.
      Czasem naukowcy potrzebują specjalnych próbników, by obserwować molekuły wewnątrz żywych komórek. Problem w tym, że próbniki te mogą wchodzić w interakcje z obserwowanym obiektem. Dzięki mikroskopii jednocząsteczkowej jesteśmy w stanie obserwować próbniki w 1000-krotnie mniejszym stężeniu niż wcześniej. W tym przypadku próbnik przyczepia się do G4 w ciągu milisekund, nie wpływa na jej stabilność, co pozwala na badanie zachowania G4 w naturalnym środowisku bez wpływu czynników zewnętrznych.
      Dotychczasowe badania wykazały, że G4 forumuje się i znika bardzo szybko. To sugeruje, że jest to tymczasowa struktura, potrzebna do wypełnienia konkretnych funkcji, a gdy istnieje zbyt długo może być szkodliwa dla komórek.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Gdy przypatrzymy się strukturze nici DNA czy RNA zauważymy, że zawsze są one skręcone w prawo. Nigdy w lewo. Z biologicznego czy chemicznego punktu widzenia nie ma żadnego powodu, dla którego we wszystkich formach życia widać taką regułę. Wszystkie znane reakcje chemiczne powodują powstanie molekuł skręconych zarówno w prawo, jak i w lewo. Ta symetria jest czymś powszechnym. Nie ma też żadnego powodu, dla którego skręcone w lewo DNA miałoby być w czymkolwiek gorsze, od tego skręconego w prawo. A jednak nie istnieje lewoskrętne DNA. To tajemnica, która wymaga wyjaśnienia.
      Wielu naukowców sądzi, że taka struktura DNA i RNA pojawiła się przez przypadek, że skręcony w prawo genom był może nieco częstszy i w toku ewolucji wyparł ten skręcony w lewo. Naukowcy od ponad 100 lat zastanawiają się nad tym problemem.
      Niedawno na łamach Astrophysical Journal Letters ukazała się interesująca teoria, której autorzy twierdzą, że o takim, a nie innym kształcie genomu zadecydował... kosmos. Ich praca wskazuje na wpływ czynnika, który zdecydował o kierunku skręcenia genomu, a którego nie braliśmy dotychczas pod uwagę. Wydaje się to bardzo dobrym wytłumaczeniem, mówi Dimitar Sasselov, astronom z Harvard University i dyrektor Origins of Life Initiative.
      Twórcami nowej niezwykle interesującej hipotezy są Noemie Globus, astrofizyk wysokich energii z New York University i Center For Computational Astrophysics na Flatiron Institure oraz Roger Blandford, były dyrektor Kavli Institute for Particle Astrophysics and Cosmology na Uniwersytecie Stanforda. Oboje spotkali się w 2018 roku i w miarę, jak dyskutowali różne kwestie, zwrócili uwagę, że promieniowanie kosmiczne ma podobną prawostronną preferencję jak DNA. Takie wydarzenia jak rozpad cząstek zwykle nie wykazują preferencji, przebiegają równie często w prawo, jak i w lewo. Jednak rzadkim wyjątkiem od reguły są tutaj piony. Rozpad naładowanych pionów odbywa się według oddziaływań słabych. To jedyne oddziaływanie podstawowe o znanej asymetrii. Gdy piony uderzają w atmosferę, rozpadają się, tworząc cały deszcz cząstek, w tym mionów. Wszystkie miony mają tę samą polaryzację, która powoduje, że z nieco większym prawdopodobieństwem jonizują jądra atomów w genomie skręconym w prawo.
      Pierwsze ziemskie organizmy, które prawdopodobnie były czymś niewiele więcej niż nagim materiałem genetycznym, zapewne występowały w dwóch odmianach. Z genomem skręconym w lewo lub w prawo. Globus i Blandford wyliczyli, że w sytuacji promieniowania kosmicznego skręcającego w prawo, cząstki uderzające w ziemię z nieco większym prawdopodobieństwem wybijały elektron z genomu skręconego w prawo niż w lewo. Miliony czy miliardy cząstek promieniowania kosmicznego były potrzebne, by wybić jeden elektron z jednego genomu. Ale ta minimalna przewaga mogła wystarczyć. Wybicie elektronu prowadziło do mutacji. Zatem promieniowanie kosmiczne było dodatkowym czynnikiem wymuszającym ewolucję. Dzięki niemu genom skręcony w prawo rozwijał się nieco szybciej. Z czasem zyskał przewagę konkurencyjną nad genomem skręconym w lewo.
      Uczeni nie chcą jednak poprzestać na hipotezie. Pani Globus skontaktowała się z Davidem Deamerem, biologiem i inżynierem z University of California w Santa Cruz. Ten podpowiedział jej, że najprostszym testem, jaki przychodzi mu do głowy, będzie wykorzystanie standardowego testu Amesa. To metoda diagnostyczna sprawdzająca siłę oddziaływania mutagenu na bakterie. Deamer zaproponował, by zamiast poddawać bakterie działaniu związku chemicznego, zacząć je bombardować mionami i sprawdzić, czy wywoła to u nich przyspieszone mutacje.
      Jeśli eksperyment się powiedzie i pod wpływem mionów DNA bakterii będzie ulegało szybszym mutacjom, będzie do bardzo silne poparcie dla hipotezy Globus i Blandforda. Nie wyjaśni to jednak, dlaczego w ogóle pojawił się materiał genetyczny skręcony w lewo lub w prawo.
      To będzie bardzo trudny element do udowodnienia. Jeśli jednak ta hipoteza zyska potwierdzenie, będziemy mieli jeszcze jeden, niezwykle interesujący, mechanizm ewolucyjny, mówi Jason Dworkin, astrobiolog z Goddard Space Flight Center.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Od pewnego czasu wśród specjalistów kiełkuje idea „szympansiej etnografii”, czyli badań kulturoznawczych nad szympansami. Już sam pomysł, że inne zwierzęta niż ludzie mogą wytworzyć kulturę – czyli zbiór zachowań i norm społecznych różnych w różnych grupach – jest niezwykle kontrowersyjny. Tymczasem ukazały się kolejne badania, które potwierdzają, że istnieje kultura szympansów.
      O kulturze szympansów w ciągu ostatnich lat w tekstach Szympansia wymiana kulturowa, Kultury dziadków do orzechów, Niezwykłe zachowanie szympansów zaczątkiem religii? czy Ludzie niszczą unikatowe kultury szympansów.
      Autorzy najnowszych badań, naukowcy z Instytutu Antropologii Ewolucyjnej im. Maxa Plancka, postanowili zbadać sposób, w jaki szympansy łowią termity. Wybrali to właśnie zachowanie, gdyż jest ono niezwykle rozpowszechnione, więc pozwala na przeprowadzenie licznych obserwacji w różnych społecznościach szympansów.
      Obserwacje wykazały, że istnieje zadziwiająco dużo sposobów wykorzystania kija do pozyskiwania termitów. Różne grupy szympansów w różny sposób łowią termity i w różny sposób się przy tym zachowują. Badacze porównują to do różnego wykorzystywania pałeczek przez ludzi należących do różnych kultur.
      Naukowcy rozstawili kamery w miejscach zamieszkiwanych przez 39 różnych grup szympansów. Chcieli zarejestrować, jak małpy polują na termity. Kamery zarejestrowały łowienie termitów przez 10 grup. Pozostałe grupy albo nie miały wystarczającej liczby kopców termitów na swoim terenie, albo po prostu nie udało się zarejestrować takiego zachowania.
      Uczeni przeanalizowali setki nagrań i szczegółowo rejestrowali każdy element zachowania związany z łowieniem termitów.
      Na tej podstawie stwierdzili, że istnieje 38 różnych elementów technicznych, które w każdej społeczności były łączone w różny sposób. Okazało się, że członkowie tego samego stada używali podobnych technik pozyskiwania termitów i wyraźnie różnili się w tym zakresie od członków innych grup. Innymi słowy, widoczne były lokalne różnice kulturowe. Widzimy więc tutaj, podobnie jak ma to miejsce w ludzkich społecznościach, konwencje społeczne, mówi główny autor badań Christophe Boesch.
      Naukowcy zaobserwowali na przykład, że szympansy z Korup National Park w Kamerunie opierają się na łokciach podczas wsuwania patyków do kopców termitów i wykorzystują usta, by potrząsać końcówką patyka i skłonić w ten sposób termity do gryzienia patyka. Tymczasem szympansy z Wonga Wongue National Park w Gabonie podczas łowienia termitów kładą się na boku i nie potrząsają patykami. A gdy je wyjmują, zdejmują termity ustami.
      Carel van Schaik z Uniwersytetu w Zurichu, który nie brał udziału w badaniach, mówi, że badania te udowodniły poza wszelką wątpliwość, iż są to różnice kulturowe. Uczony dodaje, że badanie rodzi też intrygujące pytanie o możliwość istnienia etykiety wśród szympansów. Tym bardziej, że Boesch i jego zespół zauważyli, iż różnice pomiędzy sąsiadującymi grupami szympansów utrzymują się mimo wymiany członków pomiędzy grupami.
      Pogląd o istnieniu szympansich kultur jest tym bardziej uzasadniony, że obserwowane różnice nie wynikają z funkcjonalności. Jedne metody w jednych miejscach sprawdzają się bowiem lepiej niż w innych. Są to różnice kulturowe. Szympansy, które przechodzą do innego stada przyjmują zachowania tego stada, by lepiej pasować do swojej grupy społecznej oraz zwiększyć swoją społeczną akceptację i lepiej się integrować. Na razie jeszcze nie wiemy ani czy szympansy odczuwają presję na dostosowanie się ze strony swojej nowej grupy społecznej, ani czy są w jakiś sposób karane za brak integracji.

      « powrót do artykułu
  • Recently Browsing   0 members

    No registered users viewing this page.

×
×
  • Create New...