Jump to content
Forum Kopalni Wiedzy

Recommended Posts

Spośród trzech miliardów par zasad budujących nasze DNA zaledwie około dwóch procent wchodzi w skład genów. Reszta, zwana niekiedy "śmieciowym DNA", wciąż stanowi dla naukowców wielką zagadkę. Naukowcy z Uniwersytetu Yale informują, że fragmenty tych pozornie nieuporządkowanych sekwencji mogły umożliwić ludziom opanować dwie ważne umiejętności: używanie narzędzi oraz utrzymanie pionowej postawy ciała.

Odkrycie jest efektem analiz porównawczych genomu człowieka oraz dwóch gatunków małp: makaków i szympansów. Odnaleziono dzięki nim fragmenty DNA, które najprawdopodobniej odpowiadają za aktywację genów związanych z wytworzeniem silnego, przeciwstawnego kciuka oraz powiększonego palucha (największego z palców stopy) u ludzi. Przeniesienie tych sekwencji do genomu myszy powodowało, że ich zarodki wykazywały zmienioną ekspresję genów właśnie w obrębie wspomnianych palców.

Dr James Noonan, jeden z autorów odkrycia, ocenia: nasze badanie identyfikuje czynnik genetyczny mający potencjalnie wpływ na fundamentalne różnice morfologiczne pomiędzy ludźmi i małpami. Rzeczywiście, analizy dokonane przez badaczy z Uniwersytetu Yale są pierwszymi, które określają tak precyzyjnie sekwencje odpowiedzialne za charakterystyczne kształt naszych dłoni. Jest to kolejny przykład potwierdzający tezę, że nadanie pozagenowym sekwencjom DNA określenia "śmieciowe" nie do końca oddaje ich rzeczywisty charakter.

Wiele spośród sekwencji nienależących do genów jest silnie zachowanych w toku ewolucji. Odkrycie to doprowadziło do przypuszczeń, że muszą one być istotne dla organizmu - gdyby było inaczej, powinny (przynajmniej teoretycznie) podlegać istotnym zmianom w kolejnych pokoleniach wskutek mutacji. Okazuje się jednak, że liczne fragmenty "śmieciowego" DNA nie uległy praktycznie żadnym zmianom od momentu rozdzielenia się linii rozwojowej ptaków i ludzi. Postulowano w związku z tym, że odgrywają one istotną rolę w regulacji procesów rozwoju i aktywności licznych genów.

Genetycy z Uniwersytetu Yale przeanalizowali szczególnie dokładnie sekwencję opisaną jako HACNS1. Jest ona silnie zachowana u niemal wszystkich kręgowców, lecz uległa aż szesnastu punktowym mutacjom od momentu rozejścia się linii rozwojowych ludzi i szympansów. Badacze przenieśli ludzką wersję HACNS1 do genomu myszy i rozpoczęli analizę rozwoju zarodków.

Efekt przerósł oczekiwania naukowców - okazało się, że niewielka zmiana w pozagenowym DNA doprowadziła do istotnych zmian w ekspresji genów. Na podstawie eksperymentu zasugerowano, że analizowana sekwencja odpowiada najprawdopodobniej za charakterystyczną budowę ludzkich stóp, nadgarstków i dłoni.

Pomimo sukcesu dr Noonan jest ostrożny. Zaznacza, że nie przeprowadzono pełnych badań i nie sprawdzono, czy zmiana aktywności genów rzeczywiście doprowadziłaby do rozwoju kończyn o "ludzkiej" budowie. Podkreśla przy tym, że długoterminowym celem jest odnalezienie możliwie wielu sekwencji podobnych do tej i zastosowanie myszy do oceny ich wpływu na ewolucję rozwoju człowieka.

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
      Latem zeszłego roku Jeff Weakley z Florydy zauważył wybrzuszenie na swojej stopie. Ponieważ ostatnimi czasy więcej biegał, myślał, że to pęcherz. Początkowo w ogóle się tym nie przejął, ale gdy zmiana nadal rosła, otworzył ją i ku swojemu zaskoczeniu znalazł fragment zęba rekina, który ugryzł go w 1994 r. podczas surfowania przy Flagler Beach.
      Najpierw Weakley chciał sobie zrobić z fragmentu zęba wisiorek, w pewnym momencie przeczytał jednak, że analizując DNA z zęba wyjętego z nogi ofiary, naukowcy z Florida Program for Shark Research zidentyfikowali gatunek rekina odpowiedzialnego za pogryzienie u wybrzeży stanu Nowy Jork. Pomysł z wisiorkiem został więc błyskawicznie zarzucony i Weakley skontaktował się z Florydzkim Muzeum Historii Naturalnej.
      Byłem bardzo podekscytowany możliwością identyfikacji rekina, bo zawsze chciałem wiedzieć [co mnie wtedy ugryzło]. Przez chwilę się wahałem, bo pomyślałem, że mogą mi powiedzieć, że padłem ofiarą makreli albo ryby z rodziny belonowatych, a to byłoby naprawdę upokarzające.
      Koniec końców okazało się jednak, że mężczyzna został ugryziony przez żarłacza czarnopłetwego (Carcharhinus limbatus).
      Choć tak naprawdę właściwie nikt nie był zaskoczony wynikiem (gdy do pogryzienia dochodzi na Florydzie, często odpowiada za nie właśnie C. limbatus), czymś niespodziewanym okazał się stan samego DNA. Przez ponad 24 lata układ odpornościowy Weakleya powinien je zniszczyć, dlatego Gavin Naylor i Lei Yang, menedżer jego laboratorium, oceniali szanse na powodzenie przedsięwzięcia jako bardzo małe lub żadne. Okazało się jednak, że byli w błędzie.
      Najpierw Yang oczyścił ząb, usunął część szkliwa i wyskrobał miazgę. Potem wyekstrahował z tkanki DNA i je oczyścił. Po kilku kolejnych etapach wstępnej obróbki porównał docelowe sekwencje z 2 bazami danych genetycznych rekinów i płaszczek. W ten sposób okazało się, że Weakley, wydawca magazynu Florida Sportsman, padł ofiarą żarłacza czarnopłetwego.
      Ponieważ w ok. 70% przypadków nie wiadomo, jaki gatunek dopuścił się pogryzienia, pozyskanie dokładniejszych danych pozwoliłoby opracować nowe strategie unikania takich sytuacji - podkreśla Yang.
      Po wypadku Weakley bardzo szybko, bo w ciągu paru tygodni, wrócił do wody. Zabezpieczał tylko stopę wodoodpornym bandażem i specjalnym butem. Po ćwierćwieczu co tydzień surfuje i łowi ryby, a napotkane rekiny traktuje jak psy, które potrafią dopiec w czasie joggingu.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      W menu szympansów znajdują się żółwie. Małpy uderzają nimi o pnie i/lub gałęzie, a gdy karapaks pęka, wyjadają mięso.
      Od dziesięcioleci wiemy, że szympansy jedzą mięso różnych zwierząt, dotąd jednak nie zaobserwowano spożycia gadów. Szczególnie interesujące jest to, że szympansy podchodzą do żółwi jak do owoców o twardych skorupkach. Uderzają nimi w coś i w ten sposób dobierają się do mięsa, które jest niedostępne dla większości drapieżników - opowiada Tobias Deschner, prymatolog z Instytutu Antropologii Ewolucyjnej Maxa Plancka.
      Naukowcy analizowali zachowanie szympansów ze społeczności Rekambo z Parku Narodowego Loango w Gabonie. Między lipcem 2016 a majem 2018 r. zaobserwowano 38 zdarzeń z udziałem 10 osobników (34 próby były udane).
      Czasem młodsze osobniki bądź samice nie były w stanie samodzielnie otworzyć żółwia. Dawały go wtedy silniejszemu samcowi, który rozbijał karapaks i dzielił się mięsem ze wszystkimi obecnymi - wyjaśnia Simone Pika z Uniwersytetu w Osnabrücku.
      W jednym z przypadków do żółwia dobrał się samotny dorosły samiec. Siedząc na drzewie, zjadł połowę, a pozostałości nabił na gałąź. Zszedł, zbudował gniazdo na pobliskim drzewie i rano wrócił po resztę. To wskazuje, że szympansy mogą planować pod kątem przyszłych zdarzeń i potrzeb. [...] Nasze wyniki sugerują, że nawet po dziesięcioleciach badań nadal nie uchwyciliśmy w pełni elastyczności i złożoności inteligencji szympansów - podkreśla Pika.
      Pika dodaje, że polowanie na żółwie były często obserwowanym zachowaniem u niemal wszystkich dorosłych samców. Składało się z unikatowej sekwencji zdarzeń: wykrycia ofiary, jednoręcznego uderzania karapaksem o twardą powierzchnię, np. pień i wspinania się na drzewo, by się posilić.
      W 6 przypadkach szympans najpierw nosił żółwia, pokonując 10-50 m po ziemi. Trwało to nawet do 11 minut. Dopiero potem następowało rozbijanie. Dziesięć razy zdarzyło się, że karapaks był miażdżony 2-krotnie: raz na ziemi i ponownie po wspięciu na drzewo.
      W 23 na 36 przypadków nastąpiło dzielenie się żółwiem z innymi, w tym z osobnikami, które wcześniej próbowały dobrać się do kąska, ale im się nie udało.
      Na zamieszczonym niżej filmie uwieczniono młodocianą samicę o imieniu Gia, która uderza żółwiem o gałąź.
       


      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Ludzie nie tylko prowadzą do wyginięcia szympansów, ale niszczą ich... unikatowe kultury. Okazuje się, że tam, gdzie człowiek znacząco zmienił habitat szympansów, mieszkające tam stada porzucają swoje unikatowe zachowania i powracają do podstawowego repertuaru aktywności.
      Utrata różnorodności kulturowej szympansów jest podobna do utraty języków przez ludzi, gdy pozostaje już tak mało użytkowników danego języka, że on wymiera. Utrata kultury zagraża też fizycznemu przetrwaniu szympansów, gdyż wiele z unikatowych zachowań wypracowanych przez poszczególne grupy ma związek ze zdobywaniem dodatkowego pożywienia.
      Przez szympansie kultury rozumiemy widoczne wśród różnych grup szympansów różne zachowania, które są przekazywane potomstwu nie przez geny, a przez obserwację, uczenie się i naśladownictwo. Na przykład niektóre szympansy z Ugandy nauczyły się korzystać z mchu, by – jak gąbką – pobierać nim wodę. Szympansy w innych miejscach tego nie robią.
      W 2002 roku Carel van Schaik, holenderski prymatolog z Uniwersytetu z Zurichu, zasugerował, że człowiek może niszczyć różnorodność kulturową szympansów. Teraz prowadzone przez dekadę badania dowiodły, że van Schaik miał rację.
      Zespół naukowców z Niemieckiego Centrum Badań nad Bioróżnorodnością obserwował przez lata 31 różnych tradycji kulturowych u 144 grup szympansów w Afryce. Naukowcy obserwowali zwierzęta za pomocą kamer-pułapek, badali używane przez nie narzędzia oraz odchody, by sprawdzić, czy np. szympansy jadły termity, które można zdobyć jedynie posługując się narzędziami. Każda z szympansich grup została umieszczona na mapie, a uczeni mierzyli, jaki wpływ na jej habitat mają ludzie, badając m.in. gęstość zaludnienia czy istniejącą infrastrukturę. Badania wykazały, że im większy wpływ człowieka na habitat, tym szympansy wykazują mniej unikatowych zachowań kulturowych. Prawdopodobieństwo każdego z zachowań było o 88% mniejsze na obszarach silnie zmienionych przez ludzi. Zaobserwowaliśmy, że w tych miejscach szympansy traciły swoją różnorodność kulturową, mówi Ammie Kalan z Instytutu Antropologii Ewolucyjnej im. Maksa Plancka.
      To imponujące badania, uwzględniające tak wielką próbę, jaka jeszcze kilka lat temu była niewyobrażalna. Dokonano też bardzo szczegółowej analizy, chwali prace niemieckich kolegów van Schaik.
      To bardzo smutne odkrycie. Ci z nas, którzy pracują na takich zmienionych obszarach, już wcześniej zauważali niepokojące sygnały. Jednak przeprowadzone szczegółowe badania są niezwykle ważne, dodaje Jill Pruetz z Texas State University. Uczona dodaje, że utrata kultury jest niebezpieczna dla szympansów, gdyż jeśli przestaną używać narzędzi do łowienia termitów czy rozbijania orzechów, stracą dostęp do tych źródeł pożywienia.
      Specjaliści komentują, że teraz wiemy, iż nie wystarczy dbać tylko o to, by liczba szympansów zwiększała się. Do ich przetrwania konieczne jest zachowanie ich różnorodności kulturowej. Obecność człowieka nie musi zapowiadać katastrofy.
      Nawet tam, gdzie ludzie silnie zmienili krajobraz szympansy mogą przetrwać, pod warunkiem, że ludzie nie będą ich celowo zabijali. Utracą swoją kulturę, ale z czasem mogą wypracować nowe zachowania dopasowane do środowiska zmienionego przez ludzi.
      Innym niezwykle ważnym elementem ocalenia szympansów jest tworzenie korytarzy, którymi zwierzęta mogą migrować pomiędzy grupami. Społeczność, którą badam, jest ze wszystkich stron odcięta od innych grup. Brak możliwości wymiany osobników pomiędzy grupami to nie tylko brak wymiany genetycznej, ale również brak wymiany kulturowej, mówi Pruetz.
      Naukowcy podkreślają, że taki sam problem może dotyczyć też innych gatunków, które mają własne kultury. Unikatowe zachowania kulturowe obserwowano m.in. u orangutanów, kapucynek, delfinów, orek i wielorybów.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Jak Kościół katolicki odnosi się do teorii ewolucji Darwina? Od czasu otwarcia archiwów Świętego Oficjum w 1997 roku możliwe stało się poznanie tego zagadnienia w sposób obiektywny i całościowy.
      „Kościół a ewolucja” ukazuje jasny i kompletny obraz kontrowersji wokół teorii Darwina w teologii katolickiej i w świecie nauk przyrodniczych. Wyjaśnia m.in. czym jest teoria inteligentnego projektu, czym teistyczny ewolucjonizm, a czym kreacjonizm. Pomimo tego, że napisana jest jako praca naukowa utrzymana została w lekkim i przystępnym stylu.
      Czytając ją, prześledzisz debaty dziewiętnastowiecznych teologów i wypowiedzi współczesnych papieży. Dowiesz się, co na temat ewolucji mówi kard. Ch. Schönborn oraz dlaczego jego stanowisko skrytykował bp J. Życiński. Książka Michała Chaberka skierowane jest do wszystkich odważnych ludzi, którzy nie boją się myśleć.
      Ze strony wydawnictwa można pobrać plik ze spisem treści [PDF] oraz fragmentem książki [PDF].
      O autorze:
      Michał Chaberek – dominikanin, (ur. w 1980 r. w Gdańsku) – studiował zarządzanie na Uniwersytecie Gdańskim oraz teologię w Kolegium Dominikanów w Warszawie i Krakowie. W 2007 roku przyjął święcenia kapłańskie. Trzy lata pracował w Lublinie, pełniąc posługę duszpasterza akademickiego, katechety i rekolekcjonisty. W 2011 obronił doktorat z teologii fundamentalnej na UKSW. W tym samym roku uczestniczył w elitarnym seminarium naukowym organizowanym przez Discovery Institute w Seattle. Interesuje się teorią inteligentnego projektu, historią teologii i nauczaniem św. Tomasza z Akwinu. Mieszka w Warszawie.
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Od czasu, gdy odkryto, że w ciągu ostatnich 300 milionów lat chromosom Y stracił setki genów, popularna jest teoria, iż w przyszłości chromosom ten całkowicie utraci swoje geny, co doprowadzi do zniknięcia mężczyzn. Naukowcy z Whitehead Institute zadali ostateczny cios tej teorii.
      Od 10 lat jednym z głównych tematów dotyczących chromosomu Y było jego spodziewane zaniknięcie. Niezależnie od tego, na ile teoria ma naukowe podstawy, stała się ona bardzo popularna. Nie można wygłosić odczytu na temat chromosomu Y, by ktoś nie zapytał o jego wyginięcie - mówi dyrektor Whitehead Institute David Page.
      Wraz ze swoim zespołem postanowił on w końcu zweryfikować twierdzenia o spodziewanej zagładzie płci męskiej.
      Zanim chromosomy X i Y stały się chromosomami płciowymi, były zwykłymi identycznymi autosomami podobnymi do reszty z 22 par, które posiada człowiek. Autosomy, broniąc się przed mutacjami i dążąc do utrzymania różnorodności genetycznej, wymieniają między sobą geny. Około 300 milionów lat temu jeden z segmentów X przestał wymieniać geny z Y, co doprowadziło do szybkiej degeneracji Y. Później cztery kolejne segmenty X zaprzestały dostarczania genów do Y. Wskutek tego obecnie Y posiada zaledwie 19 z ponad 600 genów, które wcześniej dzielił ze swoim partnerem.
      Laboratorium Page’a zsekwencjonowało chromosom Y rezusa i porównało go z chromosomem Y człowieka i szympansa. Wykazali w ten sposób, że od czasu, gdy linie ewolucyjne rezusów i ludzi oddzieliły się od siebie przed 25 milionami lat chromosom obu gatunków jest niezwykle stabilny. Chromosom rezusa nie utracił w tym czasie żadnego genu przodka, a z ludzkiego chromosomu zniknął 1 gen.
      Na początku Y tracił geny w niewiarygodnie szybkim tempie. Jednak sytuacja się ustabilizowała i od tamtej pory chromosom ma się dobrze - mówi Page. Nasze badania rozbijają teorię o znikającym chromosomie Y. Jestem gotów na konfrontację z każdym, kto temu zaprzecza - dodał uczony.
×
×
  • Create New...