Jump to content
Forum Kopalni Wiedzy
KopalniaWiedzy.pl

Jeden gen zdecydował o tym, że Homo sapiens opanował świat?

Recommended Posts

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

Share this post


Link to post
Share on other sites

Tylko że badania kulturowe wskazują na to, że faktycznie Homo Sapiens rządził i tworzył lepsze więzi społeczne, ale to Homo Neanderthalensis był bardziej innowacyjny. Neandertalczycy wymyślali rozwój a Homo Sapiens z tego korzystali i przejmowali. Geny się mieszały i dlatego możliwy był postęp. Gdyby nie było Neandrtalczyków dalej bylibyśmy na etapie walczących ze sobą małp.

Share this post


Link to post
Share on other sites

@Ergo Sum

Chyba troszkę emocjonalne stwierdzenie.
Niemniej jednak z badań nad neandertalskim mózgiem wynika, że mali neandertalczycy szybciej zdobywali konieczne do przeżycia umiejętności życiowe i wcześniej dojrzewali? Może też tracili tę plastyczność mózgu, która homo sapiens pozwala uczyć się praktycznie do końca życia...?

Share this post


Link to post
Share on other sites
54 minutes ago, Ergo Sum said:

 Gdyby nie było Neandrtalczyków dalej bylibyśmy na etapie walczących ze sobą małp.

Moim zdaniem to zbyt dalekie uproszczenie. Badania genetyczne wykazały, że przodkowie obecnych Europejczyków i Azjatów krzyżowali się z Neandertalczykami, czego nie potwierdziły badania Afrykańczyków. Nie oznacza to, że ludy Afryki mają znacząco gorsze możliwości intelektualne i twórcze niż np. Europejczycy.

Edited by Qion

Share this post


Link to post
Share on other sites

Jest taki bardzo ciekawy projekt uniwersytecki związany z poszukiwanie ewentualnych korelacji osobowości ASPI z genami neandertalskimi. Wg badań które się wiążą z tymi pracami że właśnie te geny odpowiadają za profil osobowości charakterystyczny dla wielu genialnych odkrywców mających jednak trudności w relacjach społecznych. Takim był np. Nicola Tesla czy Einstein. Także wielu noblistów. Z tego co ostatnio odkrywa się o neandertalczykach widać pewne podobieństwo. Używali różnych narzędzi, języka - ale wydaje się, że ich społeczności nie tworzyły dobrych relacji społecznych. To potrafili natomiast Homo Sapiens nastawieni na rywalizację. To również czytałam na KW - że Nean. byli takimi raczej poczciwotami, które łatwo dawały się wykorzystywać - ale z drugiej strony bystrymi "artystami". Gdyby porównać rozwój ludzkość do samochodu to Neandertalczycy byli by silnikiem, ale HS kierowcą - choć @Qion ma chyba rację że może to zbyt duże uproszczenie.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Na podstawie dotychczasowych danych o genomie neandertalczyka, denisowianina i Homo sapiens trudno jest jednoznacznie stwierdzić jakie geny zapewniły człowiekowi współczesnemu tak szybki rozwój zwłaszcza od początku epoki żelaza ok. XV w. p.n.e., nabierając tempa błyskawicznego od epoki oświecenia w XVII w., poprzez rewolucję przemysłową oraz współczesną naukowo-techniczną. Wiadomo, że Einstein, Newton i Tesla byli doświadczeni pewną formą autyzmu znaną jako syndrom Aspergera. Nie można jednak stwierdzić, czy doświadczali go tylko neandertalczycy i czy przyczynił się on np. do wyginięcia tego gatunku człowieka w wyniku kazirodztwa lub braku relacji heteroseksualnych w dużych grupach społecznych. Wiadomo, że Azjaci, do których należy zaliczyć australijskich Aborygenów, nowogwinejskich Papuasów mają 4-5% genów neandertalskich, Europejczycy 20% mniej niż Azjaci, podczas gdy Afrykańczycy posiadają tylko 0,3% genów neandertalczyka, a nie wydaje mi się aby kultura papuaska lub aborygeńska była bardziej rozwinięta cywilizacyjnie niż afrykańska. Badania przy pomocy neuronowych programów komputerowych ludzkiego genomu wskazują na istnienie nieznanego gatunku człowieka, którego zalicza się do tzw. "populacji duchów" (ghost population). Być może to on wpłynął na taki szybki dzisiejszy rozwój:

https://www.smithsonianmag.com/science-nature/artificial-intelligence-study-human-genome-finds-unknown-human-ancestor-species-180971436/ 

Edited by Qion

Share this post


Link to post
Share on other sites

Zrzucanie sukcesu lub jego braku na geny to zbyt duże uproszczenie. W przypadku prostych cech fizycznych jeszcze da to się skorelować, no bo dłuższe nogi to większa szansa złapania obiadu lub uniknięcia stania się obiadem więc dłuższe życie i większa szansa przekazania genu długich nóg. Z intelektem raczej jest inaczej. Ludzie inteligentni ponad normę bardzo rzadko odnoszą sukces społeczny, ekonomiczny i prokreacyjny więc z przekazywaniem genów mądrości jest problem.

Pewnie głównym mechanizmem jest tak jak w życiu, ciąg przypadkowych zdarzeń

Share this post


Link to post
Share on other sites
13 minut temu, tempik napisał:

Z intelektem raczej jest inaczej. Ludzie inteligentni ponad normę bardzo rzadko odnoszą sukces społeczny, ekonomiczny i prokreacyjny więc z przekazywaniem genów mądrości jest problem.

Tylko tu nie mówimy o inteligencji pozwalającej wygłaszać tyrady na temat motywów romantycznych w twórczości Broniewskiego. Raczej mamy na myśli zwiększoną zdolność do kojarzenia faktów i np skonstruowania lepszej dzidy.

16 minut temu, tempik napisał:

Pewnie głównym mechanizmem jest tak jak w życiu, ciąg przypadkowych zdarzeń

To na pewno, ale i tak ważny jest wynik uśredniony. Średnio gamonie szybciej ubywają, a geniusze nieco dłużej wytrzymują, no chyba że zajmują się malarstwem naskalnym :D

 

Share this post


Link to post
Share on other sites
11 godzin temu, Jajcenty napisał:

Tylko tu nie mówimy o inteligencji pozwalającej wygłaszać tyrady na temat motywów romantycznych w twórczości Broniewskiego. Raczej mamy na myśli zwiększoną zdolność do kojarzenia faktów i np skonstruowania lepszej dzidy.

To nie ma znaczenia. 

11 godzin temu, Jajcenty napisał:

Średnio gamonie szybciej ubywają, a geniusze nieco dłużej wytrzymują

To raczej też nie. Bo gamonie skupiają się na rzeczach podstawowych czyli jedzeniu i prokreacji, to jest ich taktyka przetrwania, jako polisa ubezpieczeniowa napłodzić potomstwa. A ci od dzidy gro czasu zamiast się rozmnażać i zajmować potomstwem to myślą o życiu, czy o swojej nowej wersji dzidy. I tak z udoskonaleń dzidy skorzystają w większości przyszłe pokolenia gamoni :)

Nie obrażając nikogo, ja tą zależność widzę i w czasach współczesnych.

 

 

 

Zresztą jakby to szło drogą genów i ewolucji to dzisiaj wszyscy byśmy mieli głowy i intelekt wielkości skorupy żółwi z Galapagos :D a jednak gamoni jest wciąż więcej, a jednostki wybitne to bardzo mała nisza.

  • Upvote (+1) 1

Share this post


Link to post
Share on other sites
54 minuty temu, tempik napisał:

Zresztą jakby to szło drogą genów i ewolucji to dzisiaj wszyscy byśmy mieli głowy i intelekt wielkości skorupy żółwi z Galapagos :D

Stanowczo przeceniasz znaczenie rozmiaru. Słoń czy wieloryb ma wielokrotnie większy mózg a jako gatunek raczej nie radzą sobie w starciu z gwałtownie zmieniającym się otoczeniem. I zupełnie zignorowałeś fakt, że jako gatunek jesteśmy w stanie unicestwić życie na planecie. Jak zechcemy to zabijemy nawet sinice i karaluchy.

 

Share this post


Link to post
Share on other sites
W dniu 15.02.2021 o 21:46, Qion napisał:

Nie oznacza to, że ludy Afryki mają znacząco gorsze możliwości intelektualne i twórcze niż np. Europejczycy.

Ile to jest znacząco? Bo różnice istnieją i są widoczne gołym okiem.
Życie na północy wymaga zupełnie innej skali planowania i umiejętności odsuwania korzyści na przyszłość. Wystarczy porozmawiać z misjonarzami aby pozbyć się złudzeń że typowi ludzie w Afryce mają te cechy rozwinięte w porównywalnym stopniu do Europejczyków. Są duże różnice w zdolnościach poznawczych, tylko że nie należy rozumieć tego jako jakiegoś opóźnienia. Raczej wszyscy są "humanistami".
Inna sprawa, że ludów na tym kontynencie jest sporo i potrafią się między sobą znacznie różnić. W pewnych rejonach Afryki większość genomu pochodzi spoza Afryki (to też może dawać sprzeczne informacje o poziomie neandertalskiego DNA).

19 godzin temu, Ergo Sum napisał:

Jest taki bardzo ciekawy projekt uniwersytecki związany z poszukiwanie ewentualnych korelacji osobowości ASPI z genami neandertalskimi. Wg badań które się wiążą z tymi pracami że właśnie te geny odpowiadają za profil osobowości charakterystyczny dla wielu genialnych odkrywców mających jednak trudności w relacjach społecznych. Takim był np. Nicola Tesla czy Einstein. Także wielu noblistów.

To zabawne, bo kiedyś miałem podobną obserwację. Kluczem jest samodzielne myślenie i sceptycyzm, takie osoby są kiepskimi nośnikami kulturowymi. Trzeba też sporo pracować samemu - bogate życie towarzyskie zabierałoby czas na odkrycia :) Wychodzi Neandertalczyk.
 

1 godzinę temu, Jajcenty napisał:

Stanowczo przeceniasz znaczenie rozmiaru. Słoń czy wieloryb ma wielokrotnie większy mózg a jako gatunek raczej nie radzą sobie w starciu z gwałtownie zmieniającym się otoczeniem.

Trzeba by podpiąć mózg wielorybów czy słoni do innego ciała i dopiero wtedy można by oceniać.
Z przeciwstawnymi kciukami każdy może cwaniakować :P

14 godzin temu, Jajcenty napisał:

Raczej mamy na myśli zwiększoną zdolność do kojarzenia faktów i np skonstruowania lepszej dzidy.

Nic to nie da, bo otoczenie ludzkie błyskawicznie skopiuje taką nową lepszą dzidę, a nawet uzna że jest modna.
Korzyści z myślenia muszą być relatywne w stosunku do innych, inaczej zabawę w zapładnianie może wygrać "sąsiad z gitarą".

 

 

Edited by peceed

Share this post


Link to post
Share on other sites
10 minut temu, peceed napisał:

Nic to nie da, bo otoczenie ludzkie błyskawicznie skopiuje taką nową lepszą dzidę, a nawet uzna że jest modna.
Korzyści z myślenia muszą być relatywne w stosunku do innych, inaczej zabawę w zapładnianie może wygrać "sąsiad z gitarą".

Obaj z  @tempik argumentujecie przeciw znaczącemu wpływowi inteligencji wbrew faktom. Zjedliśmy Neandertalczyków, bo siła musiała ustąpić przed inteligencją, co zresztą jakby lekko wynika z artykułu - trochę się zapędziliście w argumentacji - bo wychodzi na to, że inteligencja jest raczej przeszkodą w sukcesie ewolucyjnym. To że dzisiaj patologia jest bardziej dzietna, nie jest dobrym argumentem 60 tys lat temu :D

 

 

Share this post


Link to post
Share on other sites
28 minut temu, peceed napisał:

Życie na północy wymaga zupełnie innej skali planowania i umiejętności odsuwania korzyści na przyszłość. Wystarczy porozmawiać z misjonarzami aby pozbyć się złudzeń że typowi ludzie w Afryce mają te cechy rozwinięte w porównywalnym stopniu do Europejczyków. Są duże różnice w zdolnościach poznawczych, tylko że nie należy rozumieć tego jako jakiegoś opóźnienia. Raczej wszyscy są "humanistami".

może tak, ale niekoniecznie wynika to z DNA(przynajmniej nie w tak dużym stopniu). Dużo z tego co napisałeś to kwestia społeczna i kulturowa a nie genów. taki wędrowiec z Afryki po przyjeździe do Europy już w drugim pokoleniu nie odbiega poznawczo itd. od rodowitych Europejczyków.

 

13 minut temu, Jajcenty napisał:

Zjedliśmy Neandertalczyków, bo siła musiała ustąpić przed inteligencją,

Jeśli ich zjedliśmy to chyba jednak siła zwyciężyła :D

w czasach, kiedy ważyły się losy panowania obie populacje były na tyle małe i niestabilne, że mógł zdecydować głupi katar, wszy, próchnica zębów, jakiś syfilis czy zwiększona populacja jakiegoś drapieżnika.

tezy, że to nasza mądrość wygrała nigdy nie da się udowodnić.

27 minut temu, Jajcenty napisał:

trochę się zapędziliście w argumentacji - bo wychodzi na to, że inteligencja jest raczej przeszkodą w sukcesie ewolucyjnym.

jeśli rodzi się więcej gamoni niż geniuszy, a nie na odwrót to ewolucyjnie jest chyba wszystko jasne? :D

 

 

 

Share this post


Link to post
Share on other sites
18 minut temu, Jajcenty napisał:

To że dzisiaj patologia jest bardziej dzietna, nie jest dobrym argumentem 60 tyś lat temu :D

Ponieważ mózg człowieka skurczył się w ciągu ostatnich kilkudziesięciu tysięcy lat jest to silna przesłanka za tym, że rozwój kultury, specjalizacja i handel zmniejszą wymagania odnośnie zdolności kognitywnych.
Jeśli neandertalczyk miał mniejsze predyspozycje do polegania na przekazie kulturowym (i mniejsze możliwości ze względu na niską gęstość zaludnienia), to można przyjąć, że musiał bardziej polegać na swojej pomysłowości i umiejętności indywidualnego rozwiązywania problemów.

31 minut temu, Jajcenty napisał:

bo wychodzi na to, że inteligencja jest raczej przeszkodą w sukcesie ewolucyjnym

Inteligencja nie jest przeszkodą w sukcesie ewolucyjnym, ale ma swoją cenę która nie musi równoważyć korzyści w społeczeństwie w którym panuje pasożytnictwo intelektualne ;)
 

1 minutę temu, tempik napisał:

taki wędrowiec z Afryki po przyjeździe do Europy już w drugim pokoleniu nie odbiega poznawczo itd. od rodowitych Europejczyków

To zależy od jego rodziców :P Do Europy zazwyczaj nie trafiają "przeciętniaki". Na przykład większość imigrantów w UK to Igbo, którzy nie odbiegają inteligencją ogólną od reszty Brytyjczyków.

17 minut temu, tempik napisał:

tezy, że to nasza mądrość wygrała nigdy nie da się udowodnić.

Mogliśmy ze sobą przenosić choroby na które Neandertalczycy byli mniej odporni - wyłącznie z powodu braku uprzedniego kontaktu.

 

19 minut temu, peceed napisał:

Na przykład większość imigrantów w UK to Igbo

Notabene Izu Ugonoh też jest Igbo, co dość dobrze wyjaśnia dlaczego gość lepiej posługuje się językiem polskim od większości robiących z nim wywiady dziennikarzy :P 

Share this post


Link to post
Share on other sites
Godzinę temu, peceed napisał:

Inteligencja nie jest przeszkodą w sukcesie ewolucyjnym, ale ma swoją cenę która nie musi równoważyć korzyści w społeczeństwie w którym panuje pasożytnictwo intelektualne ;)

dlatego ewolucyjnie sukces odnoszą średniacy, których jest najwięcej. Wybitni gamonie i geniusze to mniejszość(chociaż mam wrażenie że gamoni jest więcej). Oczywiście dzięki tym mądrzejszym świat idzie do przodu. Pożytek dla ludzkości z gamoni tak jak z kleszczy jeszcze nie jest znany nauce :D

Umieć się dogadać z geniuszem(przynajmniej w stopniu podstawowym) i potrafić "od święta" zrobić coś głupiego z gamoniem to klucz do sukcesu ;)

zdarza się też tak, że geniusze żyją w takiej abstrakcji że trzeba kogoś "normalnego" żeby dostrzegł ich geniusz i okazję do przekucia teorii na jakieś pożyteczne, praktyczne zastosowanie.

 

Share this post


Link to post
Share on other sites
W dniu 17.02.2021 o 11:54, peceed napisał:

Mogliśmy ze sobą przenosić choroby na które Neandertalczycy byli mniej odporni - wyłącznie z powodu braku uprzedniego kontaktu.

Tak, jest taka teoria. Jednak jej ograniczenie to kwestia dosyć dużego zróżnicowania genetycznego u Neandertalczyka dla genów kompleksu zgodności tkankowej, która mogła mieć wpływ na wysoką skuteczność adaptacyjnego układu odpornościowego naszego kuzyna. Ponadto ograniczeniem dla rozprzestrzeniania chorób zakaźnych było bardzo niskie zaludnienie, to były ułamki procenta osoby na kilometr kwadratowy. 

Ciekawa jest hipoteza  choroby przenoszonej w wyniku praktyk kanibalistycznych, które uprawiał h.n. (oczywiście nasi przodkowie też). Coraz niższe zróżnicowanie genetyczne, wynikłe z chowu wsobnego, spadku populacji + choroba prionowa (jakaś  odmiana np.  kuru) mogło faktycznie przyczynić się do dosyć szybkiego wykończenia populacji. 

 

W dniu 15.02.2021 o 21:11, Ergo Sum napisał:

ale to Homo Neanderthalensis był bardziej innowacyjny.

W dniu 17.02.2021 o 11:54, peceed napisał:

Jeśli neandertalczyk miał mniejsze predyspozycje do polegania na przekazie kulturowym (i mniejsze możliwości ze względu na niską gęstość zaludnienia), to można przyjąć, że musiał bardziej polegać na swojej pomysłowości i umiejętności indywidualnego rozwiązywania problemów.

 

W dniu 15.02.2021 o 21:11, Ergo Sum napisał:

Neandertalczycy wymyślali rozwój a Homo Sapiens z tego korzystali i przejmowali.

 

Nie ma na to archeologicznych dowodów. Praktycznie żadnych.  To nasz przodek wszedł  w wymagające środowisko postępującej stepotundry i uzyskał bonus w postaci góry mamuciego, końskiego i reniferowego mięsa. A urozmaicił sobie dietę  drobną zwierzyną łowną. Jedna z hipotez mówi zaś, że ostatnim "krzykiem mody" neandertalczyka była kultura szatelperońska, naśladownicza wobec wyrobów h.s. co  oznaczało próbę nadgonienia wyrobów  kuzyna.

 

W dniu 15.02.2021 o 21:11, Ergo Sum napisał:

Gdyby nie było Neandrtalczyków dalej bylibyśmy na etapie walczących ze sobą małp.

Neandertalczyków nadal nie ma,a my ciągle ze sobą walczymy.;)

  Zresztą my i neandertalczycy mieliśmy wspólnego przodka - homo erectusa, a jedna z teorii mówi o h. heidelbegensis. Start był w miarę wspólny, meta niekoniecznie.;)

 

W dniu 15.02.2021 o 13:36, KopalniaWiedzy.pl napisał:

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.

Nasz najbliższy nieczłowiekowaty przodek to australopitek. 

Wynika z tego, że neanderalczyk szybko rozwijał się we wczesnym dzieciństwie (podobnie jak szympans) co mogłoby być ciekawym atawizmem. 

Ale te badania:

https://www.sciencedaily.com/releases/2017/09/170921141215.htm

wskazują, że tak mogło nie być. To akurat konkretny, małoletni osobnik sprzed 49 tyś lat, więc być może jakaś aberacja. 

Edited by venator

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

  • Similar Content

    • By KopalniaWiedzy.pl
      Macierzyste komórki mózgu Homo sapiens popełniają mniej błędów niż komórki neandertalczyka w przekazywaniu chromosomów komórkom potomnym. To jeden z elementów, które mogą wyjaśniać, dlaczego obecnie jesteśmy jedynym gatunkiem rodzaju Homo, który chodzi po Ziemi.
      U ssaków wyższych, w tym u człowieka, kora nowa stanowi największą część kory mózgowej. Ta występująca wyłącznie u ssaków struktura jest odpowiedzialna m.in. za procesy poznawcze, jak pamięć, myślenie czy funkcje językowe. Naukowcy z Instytutu Molekularnej Biologii Komórki i Genetyki im. Maxa Plancka w Dreźnie oraz Instytutu Antropologii Ewolucyjnej im. Maxa Plancka w Lipsku donieśli, że u H. sapiens komórki macierzyste tej kory dłużej niż u neandertalczyków przygotowują chromosomy do podziału komórkowego. Dzięki tym dłuższym przygotowaniom w komórkach pojawia się mniej błędów. To zaś mogło mieć swoje konsekwencje dla rozwoju i funkcjonowania mózgu.
      Gdy w wyniku ewolucji naszych przodków na Ziemi pojawił się człowiek współczesny, neandertalczyk i denisowianin, u jednego z nich – człowieka współczesnego – doszło do zmian w około 100 aminokwasach. Nauka nie opisała jeszcze znaczenia większości tych zmian. Jednak sześć z nich zaszło w dwóch proteinach, które odgrywają kluczową rolę w rozkładzie chromosomów podczas podziału komórkowego.
      Naukowcy z Drezna i Lipska postanowili przyjrzeć się znaczeniu tych zmian dla rozwoju kory nowej. Wykorzystali w tym celu myszy, u których pozycja wspominanych aminokwasów jest identyczna, jak u neandertalczyków. Wprowadzili do organizmów zwierząt warianty aminokwasów spotykane u H. sapiens, tworząc w ten sposób model rozwoju mózgu współczesnego człowieka. Zauważyliśmy, że te trzy aminokwasy w dwóch proteinach wydłużyły metafazę, fazę podczas której chromosomy są przygotowywane do podziału komórki. W wyniku tego w komórkach potomnych występowało mniej błędów w chromosomach, podobnie jak u człowieka.
      Uczeni chcieli jednak się upewnić, czy zestaw aminokwasów, jaki mieli neandertalczycy, działa odwrotnie niż aminokwasów H. sapiens. Użyli więc organoidów ludzkiego mózgu. Organoidy to rodzaj wyhodowanych w laboratorium miniaturowych wersji organów, które chcielibyśmy badać. Do takich miniaturowych organów wprowadzili zrekonstruowane sekwencje aminokwasów neandertalczyków. Okazało się wówczas, że metafaza uległa skróceniu, a w chromosomach pojawiło się więcej błędów.
      Zdaniem głównego autora badań, Felipe Mory-Bermúdeza, eksperyment dowodzi, że te zmiany w aminokwasach występujących w proteinach KIF18a oraz KNL1 powodują, że u H. sapiens pojawia się mniej błędów podczas podziałek komórek mózgu niż u neandertalczyka czy szympansa. Musimy bowiem pamiętać, że błędy w rozkładzie chromosomów to zwykle nie jest dobra wiadomość. Obserwujemy je np. w takich schorzeniach jak trisomie czy nowotwory.
      Nasze badania pokazują, że niektóre aspekty ewolucji i funkcjonowania ludzkiego mózgu mogą być niezależne od jego wielkości. Rozmiar mózgu neandertalczyka był podobny do naszego. Odkrycie pokazuje też, że błędy w chromosomach mogły mieć większy wpływ na funkcjonowanie mózgu neandertalczyka niż na funkcjonowanie mózgu człowieka współczesnego, stwierdził nadzorujący badania Wieland Huttner. Svante Pääbo, który również nadzorował badania zauważa, że potrzebne są kolejne prace, które wykażą, czy mniejsza liczba błędów w naszych mózgach miała wpływ na ich funkcjonowanie.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Dzięcioł uderzający dziobem o drzewo z wielką siłą, prędkością i częstotliwością w jakiś sposób nie odczuwa negatywnych skutków swoich działań. Specjaliści, zastanawiający się, w jaki sposób mózg ptaka znosi te uderzenia, mówią o specjalnej konstrukcji czaszki lub o długim owiniętym wokół czaszki języku, co ma łagodzić wstrząsy. Autorzy najnowszej analizy twierdzą jednak, że nic takiego nie ma miejsca.
      Wielu badaczy zakłada, że musi istnieć jakiś mechanizm absorpcji siły uderzenia, gdyż jeśli my byśmy zrobili coś takiego, to byłby on nam potrzebny, mówi Thomas Roberts, biomechanik z Brown University, który nie był zaangażowany w najnowsze badania.
      Gdy nisko pochylony zawodnik futbolu amerykańskiego wpada na przeciwnika, jego głowa się zatrzymuje, ale mózg porusza się nadal, dochodzi do jego kompresji. Czasem może dojść w ten sposób do uszkodzenia. Tymczasem dzięcioł może tysiące razy dziennie uderzać dziobem w drzewo z przyspieszeniem trzykrotnie większym niż to, które pozbawiłoby człowieka przytomności i nie odnosi przy tym obrażeń.
      Pomimo braku dowodów biologicznych na znaczącą absorpcję siły uderzenia, inżynierowie wykorzystują morfologię czaszki dzięciołów jako wzór do budowy hełmów. Tymczasem hipoteza o absorbowaniu uderzenia przez czaszkę nie tylko nie została zbadana w naturze, ale jest też kontrowersyjna. Mielibyśmy tutaj bowiem do czynienia z paradoksem, polegającym na tym, że dzięciołowi zależy, by przykładać dużą siłę do drzewa. Gdyby siła uderzeń była absorbowana, dzięcioł musiałby uderzać jeszcze mocniej, by osiągnąć pożądane efekty. Jako że możemy przypuszczać, iż silne wybiórcze oddziaływanie na drzewo prawdopodobnie usprawniało działania dzięcioła w toku ewolucji, jak jednocześnie miałaby wyewoluować cecha ograniczająca to oddziaływanie, czytamy w artykule pod wiele mówiącym tytułem Woodpeckers minimize cranial absorption of shocks [PDF] opublikowanym na łamach Cell. Current Biology.
      Autorzy nowej analizy, w tym Sam Van Wassenbergh z Uniwersytetu w Antwerpii, postanowili przede wszystkim sprawdzić hipotezę jakoby pomiędzy dziobem dzięcioła a jego mózgiem istniał mechanizm absorpcji siły wstrząsu, który powodowałby, że wytracanie prędkości przez mózg jest znacznie łagodniejsze niż wytracanie prędkości przez dziób uderzający w drzewo. Za pomocą szybkiej kamery nagrali sześć żyjących w ptaszarniach dzięciołów należących do trzech gatunków (2 dzięcioły czarne, 2 dzięcioły długoszyje oraz 2 dzięcioły duże). Następnie wykorzystali analizę poklatkową do śledzenia pozycji dwóch znaczników umieszczonych na dziobie każdego zwierzęcia, jednego na oku oraz, w przypadku dzięcioła długoszyjego, kropki narysowanej tuż za okiem. Jako, że oczy są ciasno umieszczone w oczodołach, które znajdują się pomiędzy gąbczastym fragmentem czaszki z przodu, a tylną częścią czaszki, wytracanie prędkości przez oko jest dobrym przybliżeniem wytracania prędkości przez tylną część mózgu, stwierdzili autorzy badań.
      Analizy wykazały, że podczas uderzania obszar łączący dziób z okiem jest sztywny. Co więcej, u dzięciołów czarnych i jednego dzięcioła dużego mediana wytracania prędkości przez oko nie różniła się znacząco od mediany wytracania prędkości przez dziób, a u dzięciołów długoszyich i jednego dzięcioła dużego oko znacznie bardziej gwałtownie wytracało prędkość niż dziób. Analiza obu znaczników na dziobie pokazała zaś, że absorpcja siły uderzenia jest w nim albo pomijalnie mała (zjawisko takie zanotowano u jednego dzięcioła czarnego), albo też nie zachodzi.
      Badania wskazują zatem, że w czasie kucia głowa dzięciola działa jak sztywny młot. Ich autorzy uważają, że gąbczaste fragmenty czaszki dzięciołów nie służą do absorbowania siły uderzenia i ochrony mózgu poprzez elastyczne deformowania się, a ich budowa ma służyć ochronie samej czaszki przed rozpadnięciem się od uderzeń.
      Van Wassengergh i jego koledzy piszą, że przeprowadzone symulacje ciśnień wewnątrzczaszkowych potwierdzają teorię Gibsona mówiącą, że taki system może działać bez specjalnych mechanizmów ochrony przed uszkodzeniami mózgu. Sądzą, że w toku ewolucji u dzięciołów pojawiły się odpowiednie rozmiary głowy, ograniczenie maksymalnej prędkości uderzenia oraz umiejętność wyboru drzew o odpowiedniej twardości. Nie wykluczają też istnienia dodatkowych środków ochronnych jak mechanizmy naprawy uszkodzeń mózgu, odpowiednia kompresja żył w szyi celem zwiększenia ciśnienia krwi w mózgu czy manipulowanie przepływem płynu mózgowo-rdzeniowego.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Ośmiornice to wyjątkowe stworzenia w świecie bezkręgowców. Wyróżniają się niezwykłą inteligencją i zdolnościami poznawczymi. Pod wieloma względami mają więcej wspólnego z kręgowcami niż bezkręgowcami. Zdolności ośmiornic od dawna fascynują naukowców. Teraz uczeni donoszą, że – być może – za część inteligencji tych zwierząt odpowiada pewne molekularne podobieństwo ich mózgów, do mózgów ludzi. Odkryli bowiem, że w mózgach dwóch gatunków ośmiornic aktywne są te same „skaczące geny” co w ludzkim mózgu.
      „Skaczące geny”, czyli transpozony, to sekwencje DNA, które mogą przemieszczać się na inne pozycje w genomie.
      W 2001 roku odkryto, że ponad 45% ludzkiego genomu składa się z transpozonów, „skaczących genów”, które mogą zmieniać miejsce w genomie. W większości przypadków te mobilne elementy nie są aktywne i utraciły zdolność do przemieszczania się.
      Jednym z najbardziej interesujących naukowców mobilnych transpozonów są te, które należą do rodziny LINE (Long Interspersed Nuclear Elements). Są one potencjalnie aktywne, a w naszym genomie występują setki ich kopii. Początkowo sądzono, że aktywność transpozonów rodziny LINE to kwestia przeszłości, pozostałość po czasach, gdy zachodziły procesy ewolucyjne, w których brały one udział. Jednak w ostatnich latach okazało się, że w mózgu aktywność LINE jest bardzo precyzyjnie regulowana. Obecnie wielu specjalistów sądzi, że transpozony LINE są powiązane ze zdolnością uczenia się  zapamiętywania. Są bowiem szczególnie aktywne w hipokampie, najważniejszej strukturze mózgu odpowiedzialnej za proces uczenia się.
      Genom ośmiornicy również jest pełen transpozonów, z których większość jest nieaktywna. Remo Sanges z SISSA w Trieście i Graziano Fiorito ze Stazione Zoologica Dohrn w Neapolu skupili się na poszukiwaniu aktywnych transpozonów w mózgach ośmiornic. Zidentyfikowali element rodziny LINE, który jest kluczowy dla zdolności poznawczych tych zwierząt.
      Odkrycie elementu z rodziny LINE, aktywnego w mózgach dwóch gatunków ośmiornic [Octopus vulgaris i Octopus bimaculoides – red.] to bardzo ważne wydarzenie, gdyż wspiera hipotezę, że fragmenty te odgrywają jeszcze jakąś rolę poza kopiowaniem się, mówi Sanges. A Giovanna Ponte, dyrektor Wydziału Biologii i Ewolucji Organizmów Morskich w Stazione Zoologica Anton Dohrn dodaje: dosłownie podskoczyłam na krześle, gdy pod mikroskopem zauważyłam bardzo silny sygnał aktywności tego elementu w płacie pionowym, części mózgu, która u ośmiornicy spełnia tę samą rolę co hipokamp u człowieka.
      Jako że mózg ośmiornicy w wielu aspektach funkcjonalnych przypomina mózgi ssaków, nowo odkryty element LINE może zawierać tajemnice dotyczące ewolucji inteligencji.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Naukowcy z Kolonii zaproponowali nowatorskie podejście do leczenia zaburzeń jedzenia. Wykazali, że neurony AgRP (agouti-related peptide neurons) kontrolują uwalnianie endogennych lizofosfolipidów. Te z kolei kontrolują pobudzanie komórek nerwowych w korze mózgowej stymulujących pobieranie żywności. W całym procesie kluczową rolę odgrywa szlak sygnałowy kontrolowany przez enzym o nazwie autotaksyna (ATX), odpowiedzialny za produkcję kwasu lizofosfatydowego (LPA). Uczeni stwierdzili więc, że w walce z kompulsywnym objadaniem się i otyłością mogłyby pomóc inhibitory autotaksyny.
      Zespół pod kierunkiem profesorów Johanessa Vogta (Uniwersytet w Kolonii), Roberta Nitscha (Uniwersytet w Münster) oraz Thomasa Horvatha (Yale School of Medicine) wykazała, że u ludzi z zaburzonym szlakiem sygnałowym LPA częściej występują otyłość oraz cukrzyca typu II. Dodali do tego spostrzeżenie, że to kontrola pobudzenia neuronów w korze mózgowej przez LPA odgrywa kluczową rolę w kontrolowaniu zachowań związanych z odżywianiem się. Neurony AgRP regulują poziom lizofosfatydylocholiny (LPC) w krwi. LPC dociera do mózgu, gdzie autotaksyna zamienia ją w LPA, stymulujący specyficzne neurony w mózgu, co prowadzi do zwiększenia przyjmowania żywności.
      Przeprowadzone eksperymenty na myszach wykazały, że po okresie postu w krwi zwierząt pojawiło się więcej LPC, co prowadziło do zwiększenia stymulacji LPA w mózgu. Myszy aktywnie poszukiwały jedzenia. Gdy naukowcy podali im inhibitory autotaksyny, poziomy LPC i LPA spadły. Z kolei myszy otyłe, którym regularnie podawano inhibitory autotaksyny, straciły na wadze.
      Zarówno po manipulacji genetycznej, jak i po podaniu inhibitorów ATX zauważyliśmy zarówno znaczące zmniejszenie nadmiernego przyjmowania pożywienia jak i otyłości. Prowadzone przez nas od lat badania nad działaniem LPA na mózg okazały się przydatne również w kontrolowania zachowań związanych z jedzeniem, mówi profesor Vogt. Z kolei profesor Nitsch wskazuje, że dzięki temu może powstać lek do walki z otyłością. Uzyskane przez nas wyniki pokazują, że osoby z zaburzonym szlakiem sygnałowym LPA z większym prawdopodobieństwem są otyłe i cierpią na cukrzycę typu II. To pokazuje, że inhibitory ATX mogą być skutecznym lekiem. Wraz z Instytutem Hansa Knölla w Jenie prowadzimy prace nad stworzeniem takich inhibitorów dla ludzi.
      Więcej na ten temat można przeczytać na łamach Nature.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Na skórze większości z nas mieszka nużeniec ludzki (Demodex folliculorum). Ten niewielki roztocz jest zwykle organizmem komensalicznym, chociaż czasem może wywołać chorobę o nazwie nużyca. Międzynarodowy zespół naukowy stwierdził właśnie, że zwierzę tak bardzo się uprościło, że może wyginąć lub zmienić się w symbionta, organizm z obecności którego czerpiemy korzyści.
      Nużeńcem zarażamy się od własnych matek, gdy te karmią nas piersią. Zresztą nie jest to jedyny organizm przekazywany w ten sposób z matki na dziecko. Nużeńce mają około 0,3 mm długości i żyją w mieszkach włosowych, odżywiając się sebum. Uaktywniają się nocą, wędrując pomiędzy mieszkami w poszukiwaniu partnera. Grupa naukowców pracujących pod kierunkiem Gilberta Smitha z brytyjskiego Bangor University, Alejandro Manzano Marina z Uniwersytetu w Wiedniu oraz Alejandry Perotti z University of Reading przeprowadziła pierwsze sekwencjonowanie całego genomu nużeńca. Odkryliśmy, że układ genów odpowiedzialnych za poszczególne części ciała jest u nużeńca ludzkiego inny, niż u spokrewnionych z nim roztoczy. Wynika to z zaadaptowania się do życia w porach ludzkiej skóry. Te zmiany DNA doprowadziły do pojawienia się niezwykłych zachowań i elementów ciała, mówi doktor Alejandra Perotti.
      Badania DNA ujawniły, że w wyniku całkowitej izolacji, braku zewnętrznych zagrożeń, braku konkurencji oraz braku kontaktu z roztoczami posiadającymi inne geny, u nużeńca ludzkiego doszło do radykalnej redukcji genetycznej. W ten sposób powstał niezwykle prosty organizm, którego odnóża poruszane są za pomocą 3 jednokomórkowych mięśni. Okazało się też, że Demodex folliculorum posiada najmniej genów kodujących białka ze wszystkich stawonogów.. I to właśnie ta ekstremalna redukcja genetyczna wymusza na nużeńcu nocny tryb życia, Zwierzęciu brakuje ochrony przed promieniowaniem ultrafioletowym i nie posiada genu, który budzi zwierzęta za dnia. Nużeńce nie wytwarzają melatoniny, która pozwala małym bezkręgowcom na nocną aktywność. Nużeńce korzystają z melatoniny wytwarzanej przez ludzką skórę o zmierzchu i to ona jest paliwem ich całonocnej aktywności seksualnej.
      Zresztą sposób ich rozmnażania również jest niezwykły. Wskutek unikatowej kombinacji genetycznej organ płciowy samców przesunął się do przodu i wystaje w górę z przodu ich ciała. To zaś oznacza, że podczas kopulacji samiec znajduje się pod samicą, a oboje zwisają w tym czasie z włosa na skórze.
      Nużeńce mają więcej komórek w młodszym wieku niż w starszym. To przeczy wcześniejszym przypuszczeniom mówiącym, że pasożyty redukują liczbę komórek na wczesnych etapach rozwoju. Zdaniem autorów badań, jest to pierwszy ewolucyjny krok ku zamianie Demodex folliculorum w organizm symbiotyczny. Jednak brak potencjalnych partnerów zapewniających zróżnicowanie genetyczne może doprowadzić do ewolucyjnego ślepego zaułka i potencjalnego wyginięcia nużeńców. Takie zjawisko zaobserwowano już w przypadku bakterii żyjących wewnątrz komórek, ale nigdy w przypadku zwierząt.
      Autorzy badań zdejmują też z nużeńca ludzkiego odpowiedzialność za wiele przypisywanych mu stanów zapalnych skóry. Otóż niektórzy naukowcy sądzili, że gatunek ten nie ma odbytu, więc kał gromadzi się w jego ciele i jest uwalniany po śmierci zwierzęcia, powodując stan zapalny na skórze. Jednak nowe badania ujawniły, że Demodex folliculorum posiada odbyt, więc nie dochodzi do gwałtownego uwolnienia kału gdy zwierzę ginie.
      Podsumowując wyniki badań doktor Henk Braig z Bangor University stwierdził, że roztocza można obwiniać o wiele rzeczy. Jednak ich długotrwałe związki z ludźmi sugerują, że mogą przynosić nam też pewne korzyści, na przykład oczyszczając pory na twarzy i zapobiegając ich zatykaniu się.
      Ze szczegółami badań można zapoznać się na łamach Molecular Biology and Evolution.

      « powrót do artykułu
  • Recently Browsing   0 members

    No registered users viewing this page.

×
×
  • Create New...