Author of this text: PZ Myers

Translation: Małgorzata Koraszewska i Paweł Koperski

Ale myślę, że to i tak jest super. Ewolucyjna zmiana nie całkiem zasypała ślady naszego pochodzenia, a tylko spowodowała, że są słabsze i trudniej je odkryć.

Jest jeszcze jeden ważny szczegół w tej ilustracji. Jeśli spojrzysz na rodowe CLG, zobaczysz, że każdy ma więcej niż jeden pasek schodzący z niego – każdy ma cztery. Co tu się dzieje? Na każdy gen (mniej więcej) zidentyfikowany w lancetniku, jest wiele genów w człowieku. Kiedy je uszeregujemy, otrzymamy mniej więcej równoważne ekwiwalenty zespołów genów uporządkowanych liniowo i zgodnie z każdą grupą genów lancetnika. Pokazuje to, że w naszej historii zaszły dwie rundy duplikacji całego genomu po tym, jak oddzieliliśmy się od lancetnika. To także jest super; może to wyjaśnić po części większą różnorodność, jaką widzimy później u strunowców, bo miały większy potencjał do tworzenia nowych kombinacji i odmian genów.

Wspomniałem wcześniej, że ludzie i lancetniki mają w przybliżeniu tę samą liczbę genów, to jest około 20 tysięcy. Można się zastanawiać, jak to pasuje do dowodów, że zaszły dwie rundy duplikacji. Czy nie powinniśmy mieć cztery razy więcej genów? Odpowiedź jest negatywna. Kiedy gen zostaje zduplikowany, na ogół jedna z kopii akumuluje pomyłki i odpływa w niebyt.

Wyobraźmy sobie, że mamy odcinek chromosomu z tymi genami:

A-B-C-D

Zdarza się duplikacja; teraz mamy dwa odcinki:

A-B-C-D i A’-B’-C’-D’

Błędy eliminują niektóre kopie i otrzymujemy:

A-.-C-. i .-B’-.-D’

Teraz mamy sytuację, w której organizm ogólnie ani niczego nie zyskał, ani niczego nie stracił – nadal ma geny A, B, C i D – nie mamy podwojenia całkowitej liczby genów, nadal mamy cztery geny. Jeśli spojrzymy na syntonię, widzimy jeden odcinek chromosomu: A-.-C-., który ustawia się z rodowym A-B-C-D, i widzimy także drugi odcinek .-B’-.-D’, który także się tam ustawia – mamy dwa dopasowania. Chociaż nie widzieliśmy zwiększenia liczby genów, nadal mamy podwojenie liczby odcinków syntonicznych.

To właśnie pokazuje ta praca: nie ma znaczącego zwiększenia liczby genów, ale widzimy pozostałości prastarego podwojenia. Co więcej, utrata nie jest całkowicie losowa. Zachodziło preferencyjne zachowywanie zduplikowanych genów w pojedynczej transdukcji, regulacji transkrypcyjnej, aktywności nerwowej i procesach rozwoju, dokładnie tego, czego możemy się spodziewać, jeśli nasi przodkowie badali nowe drogi złożoności rozwojowej i behawioralnej. To co się więc zdarzyło, to dość nagła duplikacja, która w zasadzie początkowo była neutralna i stopniowo była redukowana, ale niektóre duplikacje tworzyły nowe zdolności, promowane przez dobór naturalny.

Zanim nasi przodkowie byli nawet rybami, byli kambryjskimi i prekambryjskimi odżywiającymi sie na drodze filtracji, umięśnionymi rurkami ze sprężystymi ogonami, które śmigały w morzach przez chmury bakterii i planktonu, zbierając mikroorganizmy w sieć skrzelową i które prawdopodobnie bardziej przypominały lancetnika niż cokolwiek innego. Taka była nasza pierwotna nisza ekologiczna jako ruchliwych zbieraczy jadalnych cząstek zawiesiny. Tam powstaliśmy jako kręgowce — z przypadkowego zestawu duplikacji, które stworzyły nowe kombinacje genów i nowe fenotypy, z których kilka dawało korzyści adaptacyjne.

Nie bądź zbyt dumny i nie myśl, że większa złożoność jest zawsze dobra i była szczęśliwym trafem dla nas, którzy jesteśmy jej produktem końcowym. Ewolucja jest ślepa i czasami do szczęśliwych wyników można dojść inną drogą: patrz na żachwy, które zamiast rozszerzać genetyczną bibliotekę, z powodzeniem redukowały swoje genomy, odrzucając niepotrzebne szczegóły i żonglując mniejszym garniturem genów w bardziej dramatyczny sposób. Ewolucja może pójść w wielu kierunkach i nie ma żadnej przyczyny a priori, żeby uważać, że nasza ścieżka jest szczególnie godna podziwu.

Putnam NH, Butts T, Ferrier DE, Furlong RF, Hellsten U, Kawashima T, Robinson-Rechavi M, Shoguchi E, Terry A, Yu JK, Benito-Gutiérrez EL, Dubchak I, Garcia-Fernàndez J, Gibson-Brown JJ, Grigoriev IV, Horton AC, de Jong PJ, Jurka J, Kapitonov VV, Kohara Y, Kuroki Y, Lindquist E, Lucas S, Osoegawa K, Pennacchio LA, Salamov AA, Satou Y, Sauka-Spengler T, Schmutz J, Shin-I T, Toyoda A, Bronner-Fraser M, Fujiyama A, Holland LZ, Holland PW, Satoh N, Rokhsar DS (2008) The amphioxus genome and the evolution of the chordate karyotype. Nature 453(7198):1064-71.

Artykuł opublikowany pierwotnie w blogu Pharyngula

Po przeczytaniu tego tekstu, czytelnicy często wybierają też: Co warto wiedzieć o ewolucjonizmie? Hattereria

Comment on this article..   See comments (2)..

Send text to e-mail address..

Print-out version..    PDF    MS Word

PZ Myers Ur 1957. Amerykański profesor biologii na uniwersytecie w Minnesocie, prowadzi również popularyzujący naukę blog Pharyngula.  Number of texts in service: 109  Show other texts of this author  Newest author's article: Prawdziwi Naukowcy™ nie pozwalają, by dowód przeszkadzał teorii