Jump to content
Forum Kopalni Wiedzy
KopalniaWiedzy.pl

Duże mózgi ssaków rozwinęły się dzięki dwóm wielkim katastrofom

Recommended Posts

Po porównaniu masy mózgów i ciał 1400 żyjących i wymarłych gatunków ssaków naukowcy doszli do wniosku, że mózgi ssaków nie powiększały się liniowo. Grupa 22 naukowców, w tym biologów, antropologów i statystyków ewolucyjnych, wykorzystała w swoich badaniach m.in. skamieniałości 107 ssaków, w tym najstarszej małpy Europy czy prehistorycznych waleni. Okazało się, że zwierzęta o dużych mózgach, jak słonie czy delfiny, powiększały ten organ w różny sposób.

Na przykład w przypadku słoni w toku ewolucji dochodziło do zwiększania rozmiarów ciała, ale jeszcze szybciej zwiększały się rozmiary mózgu. Tymczasem delfiny zmniejszały swoje ciała, jednocześnie zwiększając mózg. U wielkich małp, wśród których widzimy bardzo duże zróżnicowanie stosunku wielkości mózgu do ciała, generalny trend ewolucyjny prowadził do zwiększania i rozmiarów ciała i rozmiarów mózgu. Jednak u homininów było inaczej. W przypadku naszych kuzynów widzimy relatywne zmniejszenie rozmiarów ciała i zwiększenie rozmiarów mózgu w porównaniu do wielkich małp.

Autorzy badań uważają, że te złożone wzorce ewolucji mózgu wskazują na konieczność przemyślenia paradygmatu mówiącego, iż porównanie stosunku wielkości mózgu do wielkości ciała wskazuje na stopień rozwoju inteligencji.

Wiele zwierząt o dużych mózgach, jak słonie, delfiny czy wielkie małpy mają wysoki stosunek wielkości mózgu do wielkości ciała. Ale nie zawsze wskazuje to na inteligencję. Na przykład uszanka kalifornijska ma dość niską masę mózgu w stosunku do masy ciała, a wykazuje się wysoką inteligencją, mówi biolog ewolucyjny Jaroen Smaers ze Stony Brook University.

Jeśli weźmiemy pod uwagę historię ewolucyjną uszanki zauważymy, że w jej przypadku istniała silna presja na zwiększanie rozmiaru ciała, prawdopodobnie ze względu na zróżnicowanie morskich mięsożerców i przystosowanie do częściowego życia na lądzie. Zatem w przypadku uszanki niski stosunek masy mózgu do masy ciała wynika nie z presji na zmniejszanie rozmiarów mózgu, a na zwiększanie rozmiarów ciała.

Obaliliśmy dogmat, że ze stosunek rozmiarów mózgu do reszty organizmu można wnioskować o inteligencji. Czasem duże mózgi to wynik stopniowego zmniejszania rozmiarów ciała, co miało pomóc w dostosowaniu się w nowego habitatu czy sposobu poruszania się. Nie ma to więc nic wspólnego z inteligencją. Jeśli chcemy wykorzystywać relatywnym rozmiar mózgu do wnioskowania o zdolnościach poznawczych, musimy przyjrzeć się też historii ewolucyjnej gatunku i sprawdzić, jak rozmiary mózgu i ciała zmieniały się w czasie", wyjaśnia Kamran Safi z Instytutu Zachowania Zwierząt im. Maxa Plancka.

Autorzy badań wykazali też, że do największych zmian w mózgach ssaków doszło po dwóch wielkich kataklizmach – masowym wymieraniu sprzed ok. 66 milionów lat i zmianie klimatu sprzed 23–33 milionów lat.

Gdy 66 milionów lat temu wyginęły dinozaury widoczna jest radykalna zmiana rozmiarów mózgu u takich ssaków jak gryzonie, nietoperze i mięsożercy, którzy wypełnili nisze po dinozaurach. Mniej więcej 30 milionów lat później, podczas ochłodzenia klimatu w oligocenie doszło do jeszcze głębszych zmian w mózgach niedźwiedzi, waleni, fok i naczelnych.

Olbrzymim zaskoczeniem było zauważenie, że do największych zmian w relatywnej wielkości mózgów dzisiejszych ssaków doszło w wyniku katastrofalnych wydarzeń, z którymi mieli do czynienia ich przodkowie, mówi Smaers. Mózgi delfinów, słoni i wielkich małp wyewoluowały do dużych rozmiarów względem rozmiarów ich ciał po przemianach klimatycznych sprzed 23–33 milionów lat.

Stosunek rozmiarów mózgu do rozmiarów ciała nie jest bez związku z ewolucją inteligencji. Jednak często może w większym stopniu wskazywać na dostosowanie się do presji środowiskowej niż na sam rozwój inteligencji, mówi Smaers.

Szczegóły badań opublikowano w artykule The evolution of mammalian brain size.


« powrót do artykułu

Share this post


Link to post
Share on other sites

Używana jest zarówno nazwa uszanka jak i uchatka kalifornijska. Niemniej tradycyjnie zwierzęta tak wyglądające dzielimy na foki i uchatki.  Więc uchatka kalifornijska ma więcej sensu.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Zmiana nazwy i systematyki wynika z badań genetycznych. Obecnie do rodzaju "uchatka" zalicza się tylko jeden gatunek - uchatkę patagońską, kilka innych gatunków (w tym płetwonogi z Kalifornii) okazało się bliżej spokrewnionych i wyodrębniono je w nowy rodzaj "uszanka". Podaję nazwy rodzajowe w mianowniku, bo jest też rodzaj "uchatek".

Do rodziny uchatkowatych należą też kotiki i kilka innych rodzajów, zapewne wyodrębnionych na podstawie badań genetycznych z uchatek lub kotików.

Edited by Usher

Share this post


Link to post
Share on other sites

Natura bardzo nie lubi bezużytecznych organów a kosztownych energetycznie organów, więc jedynym pewnikiem jest to, że optymalny rozmiar mózgu (przynajmniej w zakresie pewnego extremum lokalnego fitness)  jest taki, jaki mają zwierzęta.

Nie wydaje się, aby wielki mózg był potrzebny do czegokolwiek z wyjątkiem zdolności kognitywnych, więc nie rozpędzałbym się z klasyfikacją na zwierzęta mniej i bardziej inteligentne w stosunku do rozmiaru mózgu. Mózg musi kontrolować ciało, odpowiada za percepcję, musi pamiętać ogromną ilość informacji (w praktyce całe życie) - jest sporo powodów do powiększania jego rozmiaru. Zwłaszcza długość życia zwierząt i operacyjna złożoność środowiska są dosyć mocno ignorowane w tych wszystkich analizach.
Neuroplastyczność powoduje, że jest to mocno uniwersalny zasób, powiększanie mózgu może uniwersalnie odpowiadać na wiele specyficznych potrzeb.

Do tego najbardziej obciążającym zadaniem wydaje się być modelowanie innych zwierząt, być może powiększanie się mózgów ssaków to swoisty wyścig zbrojeń. Jeśli wyginęły "z natury tępe" drapieżniki których sukces zależy od innych czynników niż relacja sprytu z ich ofiarami, rozpoczęła się zabawa w kotka i myszkę ;)
To co my uważamy za inteligencję jest bardzo dalekie od typowych życiowych problemów z którymi zmagają się zwierzęta.

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
      Ludzie są jednym z niewielu gatunków, których samice żyją długo po utracie zdolności do rozmnażania się. To zaskakująca cecha, gdyż biologia większości zwierząt jest zoptymalizowana pod kątem przekazania genów. O tym, jaką korzyść może odnosić nasz gatunek z długiego życia kobiet pisaliśmy niedawno. Jednak w jaki sposób cecha ta w ogóle pojawiła się u H. sapiens? Naukowcy z Kalifornii twierdzą, że istnienie babek możemy zawdzięczać m.in. ... rzeżączce.
      Uczeni z Wydziału Medycyny Uniwersytetu Kalifornijskiego w San Diego (UCSD) już 7 lat temu odkryli u ludzi unikatowy zestaw mutacji genetycznych, chroniących przed demencją i spadkiem zdolności poznawczych. Teraz na łamach Molecular Biology and Evolution opisują swoje badania nad jednym z tych genów i nad próbą opisania jego historii ewolucyjnej.
      Porównanie genomu ludzkiego i szympansiego pokazało, że posiadamy unikatową wersję genu receptora CD33 obecnego w komórkach układu odpornościowego. Standardowy receptor CD33 wiąże się z kwasem sjalowym. To cukier, którym pokryte są komórki ludzkiego organizmu. Gdy komórka układu odpornościowego wyczuje za pomocą CD33 kwas sjalowy, rozpoznaje komórę organizmu i nie atakuje jej.
      Receptor CD33 jet też obecny w komórkach mikrogleju w mózgu. To makrofagi biorące udział w odpowiedzi immunologicznej i odgrywającą ważną rolę w usuwaniu uszkodzonych komórek mózgu oraz płytek amyloidowych zaangażowanych w pojawianie się choroby Alzheimera. Jednak standardowe receptory CD33, przyłączając się do kwasu sjalowego uszkodzonych komórek i płytek tłumią działanie mikrogleju, zwiększając ryzyko demencji.
      I tutaj właśnie pojawia się nowy wariant genu. W pewnym momencie ewolucji w naszych organizmach pojawiła się zmutowana forma CD33, której brakuje miejsca przyłączania się do kwasu sjalowego. Zmutowany receptor nie reaguje więc na obecność tego cukru w uszkodzonych komórkach i płytkach amyloidowych, dzięki czemu mikroglej może je usuwać. Skądinąd wiemy, że wyższy poziom zmutowanych CD33 jest powiązany z lepszą ochroną przeciwko pojawieniu się choroby Alzheimera.
      Profesor Ajit Varki i jego koledzy z UCSD postanowili sprawdzić, kiedy zmutowany wariant CD33 się pojawił. Odkryli istnienie silnej pozytywnej presji selektywnej, której istnienie wskazuje, że jakiś czynnik napędza ewolucję genu tak, że jest ona szybsza niż spodziewana. Zauważyli też, że zmutowanego CD33 nie mieli ani neandertalczycy ani denisowianie. To było dla nas zaskoczeniem, gdyż większość genów, którymi różnimy się od szympansa, jest obecna także u neandertalczyków. To zaś sugerowało, że mądrość i opieka ze strony zdrowych dziadków mogła być tym, co dało nam przewagę nad innymi homininami, mówi Varki.
      Przeprowadzone badania sugerują, że elementem, który dał nam tę przewagę i który w tak decydujący sposób wpłynął na naszą ewolucję mogły być takie patogeny jak dwoinka rzeżączki (Neisseria gonorrhoeae) oraz paciorkowiec bezmleczności (Streptococcus agalactiae). Bakterie te chowają się w otoczce z kwasu sjalowego. Więc na podobieństwo wilka w owczej skórze są w stanie oszukać układ odpornościowy. Dlatego też Varki, profesor patologii Pascal Gagneux i ich zespół sugerują, że presja ze strony tych patogenów spowodowała, że pojawił się wariant CD33, który potrafił rozpoznać niebezpieczne bakterie. Przypuszczenie to potwierdzili odkrywając, że jedna ze specyficznych dla ludzi mutacji powoduje, że układ odpornościowy jest w stanie rozpoznać przeciwnika.
      Jako, że oba wspomniane patogeny przenoszone są drogą płciową, naukowcy sądzą, że najpierw ludzie nabyli zmutowany wariant CD33 by chronił nas przed zachorowaniem w okresie rozrodczym. Z czasem mutacja ta została przejęta przez mózg w celu ochrony go przed demencją. Możliwe, że CD33 to jeden z wielu genów wybranych w trakcie ewolucji do ochrony przed patogenami. Później zaś nasze organizmy ponownie go wybrały, ze względu na ochronę przed demencją i innymi chorobami związanymi z wiekiem, mówi Gagneux.

      « 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
      Długie życie kobiet po menopauzie to zagadka. Zgodnie z obowiązującym poglądem, selekcja naturalna promuje tych, którzy mogą się rozmnażać. Dlatego w pierwszych dekadach życia nasze organizmy lepiej radzą sobie z pojawiającymi się mutacjami. Jednak po okresie reprodukcyjnym, mechanizm ochronny zostaje wyłączony, po menopauzie komórki stają się bardziej podatne na mutacje. Dla większości zwierząt oznacza to szybką śmierć. Wyjątkiem są tu ludzie i niektóre walenie.
      Z ewolucyjnego punktu widzenia długie życie po menopauzie to zagadka. Nie zyskujemy bowiem kilku lat. Mamy cały długi etap życia po przekroczeniu zdolności do reprodukcji, mówi profesor antropologii Michael Gurven z Uniwersytetu Kalifornijskiego w Santa Barbara. Naukowiec przywołuje tutaj przykład naszych bliskich krewnych, szympansów, u których dobrze widać związek pomiędzy płodnością a zdolnością do przeżycia, a długość życia tych zwierząt spada wraz ze spadkiem zdolności reprodukcyjnych.
      Gurven we współpracy z ekologiem populacyjnym Razielem Davisonem opublikowali artykuł, w którym rzucają wyzwanie przekonaniu, że po okresie reprodukcyjnym ochronne mechanizmy doboru naturalnego u ludzi zostają wyłączone. Obaj uczeni stwierdzają, że długie życie po utracie zdolności do reprodukcji nie jest u ludzi tylko i wyłącznie zasługą postępów medycyny i opieki zdrowotnej.
      Wyewoluowaliśmy możliwość długiego życia, stwierdza Gurven. A długie życie wynika z wartości, jakie niesie ze sobą obecność starszych dorosłych. Taki pomysł krążył wśród naukowców już od pewnego czasu. My go sformalizowaliśmy i zadaliśmy pytanie, jakie wartości – z ewolucyjnego punktu widzenia – wnoszą starsi dorośli.
      Jeną z prób wyjaśnienia tego fenomenu jest hipoteza babki, mówiąca, że kobieta po menopauzie, pomagając swojej córce w wychowaniu dzieci, wpływa na polepszenie jej kondycji fizycznej, dzięki czemu córka może mieć więcej dzieci, co z kolei zwiększa szanse przetrwania genów matki. Zatem nie chodzi tutaj o reprodukcję, a rodzaj pośredniej reprodukcji. Możliwość wykorzystania całej puli zasobów, a nie tylko zasobów własnych, zupełnie zmienia reguły gry wśród zwierząt społecznych, wyjaśnia Davison.
      Gurven i Davison przyjrzeli się elementowi, który jest motywem centralnym hipotezy babki, czyli transferom międzygeneracyjnym, a mówiąc prościej – dzieleniem się zasobami pomiędzy młodszym a starszym pokoleniem.
      Najbardziej widocznym przejawem takiego dzielenia się zasobami jest podział pożywienia wśród społeczności nieuprzemysłowiony. Od chwili urodzin muszą minąć mniej więcej 2 dekady, by człowiek zaczął wytwarzać więcej pożywienia, niż sam konsumuje, mówi Gurven, który badał demografię i gospodarkę boliwijskiego ludu Tsimane i innych rdzennych mieszkańców Ameryki Południowej. Zanim dzieci dorosną, będą w stanie o siebie zadbać i stać się produktywnym członkiem społeczności, dorośli muszą włożyć dużo wysiłku w zdobycie i przygotowanie dla nich żywności. Jest to możliwe dlatego, że dorośli są w stanie wytworzyć więcej żywności niż tylko na własne potrzeby. Ta zdolność pojawiła się w naszej ewolucji już dawno i jest obecna też w wysoko rozwiniętych społeczeństwach przemysłowych.
      W naszym modelu duże nadwyżki wytwarzane przez dorosłych pozwalają poprawić szanse na przeżycie i płodność krewniaków oraz innych członków grupy, którzy również dzielą się swoimi nadwyżkami. Patrząc tylko z punktu widzenia produkcji żywności widzimy, że najwyższą wartość mają tutaj ludzie w wieku rozrodczym. Gdy jednak wykorzystaliśmy dane demograficzny i gospodarcze z wielu różnych społeczności łowiecko-zbierackich i rolniczych okazało się, że nadwyżki dostarczane przez starszych dorosłych, również mają pozytywny wpływ na grupę. Obliczyliśmy, że dłuższe życie starszych osób ma wartość kilku dodatkowych dzieci, mówi Davison.
      Okazuje się jednak, że osoby starsze mają swoją wartość, ale tylko do pewnego wieku. Nie wszystkie babki są cenne. Mniej więcej w połowie 7. dekady życia w społecznościach łowiecko-zbierackich i rolniczych starsze osoby zaczynają zużywać więcej zasobów, niż dostarczają. Ponadto w tym czasie większość ich wnuków już ich nie potrzebuje, więc grupa krewnych, która korzysta z ich pomocy jest mała.
      Żywność to jednak nie wszystko. Starsze osoby uczą i socjalizują dzieci. To właśnie na tym polega ich największa wartość. Nie dostarczają już tak dużych nadwyżek żywności, jak kiedyś, ale dzielą się z wnukami swoimi umiejętnościami i doświadczeniem oraz odciążają rodziców od opieki nad dziećmi. Gdy zdasz sobie sprawę z tego, że starsi pomagają młodszemu pokoleniu w utrzymaniu kondycji pozwalającej mu na wytwarzanie dużych nadwyżek, łatwo zauważysz, że to spora korzyść z obecności starszych aktywnych osób. Starsi nie tylko dają coś grupie, ale ich użyteczność dla grupy powoduje, że i oni coś od niej otrzymują. Czy to nadwyżki żywności, czy to ochronę i opiekę. Innymi słowy, współzależności występują w obie strony, od starszych do młodszych i od młodszych do starszych, wyjaśnia Gurven.
      Zdaniem obu badaczy, w toku ludzkiej ewolucji stosowane przez naszych przodków strategie i długoterminowe inwestycje w kondycję grupy skutkowały zarówno wydłużonym dzieciństwem jak i niezwykle długim życiem po okresie rozrodczym. Dla kontrastu możemy się tutaj przyjrzeć szympansom, które są w stanie zadbać o siebie już przed osiągnięciem 5. roku życia.
      Jednak zdobywanie przez nie pokarmu wymaga mniejszych umiejętności i wytwarzają one niewielkie nadwyżki. Mimo to, jak sugerują Gurven i Davison, gdyby przodek szympansa szerzej dzielił się żywnością z grupą, także i u nich pojawiłyby się mechanizmy preferujące długowieczność. To pokazuje, że naszą długowieczność zawdzięczamy współpracy. Szympansie babki rzadko robią coś dla swoich wnucząt, dodaje Gurven.

      « 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
      Wiemy, że psy pochodzą od wilka szarego, a do ich udomowienia doszło w epoce lodowej przed co najmniej 15 000 lat. Jednak o miejscu i procesie udomowienia najlepszego przyjaciela człowieka wiemy niewiele. Teraz międzynarodowa grupa genetyków i archeologów, pracująca pod kierunkiem specjalistów z Instytutu Francisa Cricka odkryła, że psy pochodzą od co najmniej dwóch populacji wilków.
      Uczeni przeanalizowali genomy 72 prehistorycznych wilków, które żyły w Europie, Ameryce Północnej i na Syberii w czasie ostatnich 100 000 lat. Po analizie genomów w 9 różnych laboratoriach naukowcy stwierdzili, że dawne jak i współczesne psy są bliżej spokrewnione z prehistorycznymi wilkami z terenu Azji niż z terenu Europy. To wskazuje, że miejsca udomowienia należy szukać na wschodzie. Jednak uczeni zauważyli coś jeszcze. Znaleźli otóż dowody, że w tworzeniu DNA psów wzięły udział dwie oddzielne populacje wilków. Wydaje się, że wczesne psy z północno-wschodniej Europy, Syberii i obu Ameryk mają wspólnego przodka pochodzącego ze źródła znajdującego się na wschodzie. Jednak wczesne psy z Bliskiego Wschodu, Afryki i południa Europy mają w swoim genomie ślady dodatkowego źródła, powiązanego z wilkami z Bliskiego Wschodu.
      Fenomen ten można wyjaśnić w różnoraki sposób. Wilk mógł zostać udomowiony więcej niż raz, a później doszło do wymieszania populacji. Inna możliwość jest taka, że do udomowienia doszło raz, ale wczesne psy mieszały się z wilkami. Obecnie nie jesteśmy w stanie stwierdzić, który z tych scenariuszy jest prawdziwy.
      W trakcie naszych badań znakomicie zwiększyliśmy liczbę zsekwencjowanych genomów prehistorycznych wilków, co pozwoliło nam na stworzenie szczegółowego drzewa genealogicznego wilka, obejmującego również okres, gdy pojawiły się psy. Próbując umieścić psy na tym drzewie odkryliśmy, że pochodzą one od co najmniej dwóch populacji wilków – źródła wschodniego, które przyczyniło się do powstania wszystkich psów, oraz źródła zachodniego, które wzięło udział w powstaniu niektórych psów, mówi jeden z głównych autorów badań, Anders Bergström. Obecnie naukowcy pracują nad genomami prehistorycznych wilków z obszarów, których dotychczas nie badali, w tym z obszarów bardziej nie południe.
      Wspomniane 72 wilki, których genomy badano, żyły na przestrzenie około 30 000 pokoleń. To pozwoliło naukowcom na zbudowanie obrazu zmian wilczego DNA. Zauważyli na przykład, że na przestrzeni około 10 000 lat wariant genu IFT88, który wpływa na rozwój czaszki i szczęk, zmienił swój stopień rozpowszechnienia z bardzo rzadkiego do obecnego u każdego wilka, a współcześnie występuje u wszystkich wilków i psów. Być może rozpowszechnienie się tego wariantu można przypisać zmianom w dostępnym rodzaju ofiar w okresie epoki lodowej, co preferowało wilki o określonym kształcie czaszki.
      Pontus Skoglund z Instytutu Cricka stwierdził, że oto po raz pierwszy naukowcy bezpośrednio prześledzili zmiany wywołane selekcją naturalną u dużego zwierzęcia na przestrzeni 100 000 lat, badając te zmiany w czasie gdy rzeczywiście zachodziły, a nie próbując rekonstruować je na podstawie współczesnego DNA. Trafiliśmy na kilkanaście przypadków, gdy jakaś mutacja rozprzestrzeniała się po całej światowej populacji wilków. Było to możliwe, gdyż gatunek ten miał ze sobą liczne kontakty, pokonując olbrzymie przestrzenie. To prawdopodobnie dzięki takiemu utrzymywaniu długodystansowej łączności wilki przetrwały epokę lodową, która zabiła wiele dużych gatunków mięsożerców.

      « powrót do artykułu
  • Recently Browsing   0 members

    No registered users viewing this page.

×
×
  • Create New...