|
Chcesz wiedzieć więcej? Zamów dobrą książkę. Propozycje Racjonalisty: | | |
|
|
|
|
Science » » Evolutionism
Złota rybka Author of this text: Anna Kurcek
Znacie to niemiłe uczucie, kiedy trzy inne osoby na balu mają
dokładnie taką samą „oryginalną" sukienkę? Albo kiedy konkurencyjna firma
realizuje właśnie „nasz" planowany od dawna projekt? Głowa do góry — to zdarza
się nawet najlepszym, a ściślej mówiąc — tylko najlepszym. Nawet Karol Darwin przeżywał
podobne chwile grozy, kiedy dowiedział się, że teoria jego życia kiełkuje
powoli w umysłach innych naukowców. Skuteczne rozwiązania powtarzają się o wiele częściej niż niewypały, właśnie dlatego, że są skuteczne. Zasada ta panuje również w świecie zwierząt. Organizmy
zamieszkujące w oddalonych od siebie, lecz bardzo podobnych środowiskach, mogą
nieświadomie kopiować pewne cechy przystosowawcze. U dość blisko spokrewnionych
ze sobą osobników, np. ssaków łożyskowych i torbaczy zjawisko to nazywa się
paralelizmem ewolucyjnym lub inaczej ewolucją równoległą. W przypadku odległych
filogenetycznie grup mówimy natomiast o tzw. konwergencji. Przykładem może tu być
skrzydło ptaka i owada, a także opływowy kształt walenia, który choć jest
ssakiem, to wyglądem do złudzenia przypomina klasyczne ryby.
Tego typu powtórzenia od lat fascynowały ewolucjonistów.
Wyjątkowo wdzięcznym obiektem do ich zbadania okazała się być mała rybka zwana
ciernikiem (Gasterosteus aculeatus). Przez
bardzo długi czas występowała ona jedynie w morzach, jednak pod koniec epoki
lodowcowej, niektóre osobniki zapuściły się do nowoutworzonych rzek, jezior
oraz strumieni i w ten sposób zasiedliły również słodkowodne obszary. Zmiana
warunków życia wymagała od nich jednak pewnych wyrzeczeń. W porównaniu do
swoich morskich krewniaków, ciernik słodkowodny jest mniejszy i pozbawiony charakterystycznych
płytek kostnych, które w nowym środowisku okazały się być nieużyteczną formą
obrony przed drapieżnikami. Istotne modyfikacje obserwujemy także w nerkach, które
musiały dostosować swoje funkcje do innych warunków zasolenia. Co
najważniejsze, ten sam schemat zmian zachodził wielokrotnie i niezależnie od
siebie w różnych częściach świata, czyli w okolicach Ameryki Północnej, Zachodniej
Europy oraz Japonii.
To właśnie dzięki tej powtarzalności naukowcy mogli ustalić,
które spośród zmian w DNA ciernika uwarunkowały u niego wykształcenie się opisanych
zmian adaptacyjnych. Zespół pod kierownictwem biologa ewolucyjnego Davida
Kingsleya ze Stanford University in Palo Alto (California, USA) z dużą
dokładnością przesekwencjonował genom ryby zamieszkującej w jeziorach na Alasce.
Następnym krokiem było przeanalizowanie DNA dodatkowych 10-ciu par cierników
pochodzących z różnych regionów kuli ziemskiej. Każdy duet składał się z morskiego osobnika i jego słodkowodnego sąsiada.
Ryby pochodzące z tego samego obszaru są ze sobą najbliżej
spokrewnione, a zatem to właśnie one powinny wykazywać największe podobieństwo
genetyczne. W przypadku ciernika odnaleziono jednak aż 147 regionów, których
sekwencje były zadziwiająco zbliżone u wszystkich ryb słodkowodnych i to niezależnie
od dzielącej je odległości. Stanowi to niezbity dowód na to, że wykształcenie
się danych cech adaptacyjnych przebiegało u tego gatunku zawsze z użyciem
dokładnie tych samych mechanizmów genetycznych.
Szczegółowe zbadanie owych wspólnych sekwencji pozwoliło naukowcom
rozwiązać również jeden z ważnych dylematów biologii ewolucyjnej, a mianowicie
uzyskać odpowiedź na pytanie, jaki typ zmian genetycznych napędza ewolucję. Według
niektórych naukowców głównym jej motorem są mutacje zachodzące w sekwencjach
kodujących, czyli regionach DNA bezpośrednio odpowiedzialnych za wykształcenie danej
cechy. Inni twierdzą, że adaptacje polegają raczej na pojawieniu się różnic nie w budowie, a w aktywności konkretnych genów. Najnowsze analizy zdają się godzić
ze sobą dwie, na pozór sprzeczne teorie. Wykazano bowiem, że w trakcie ewolucji
ciernika miały miejsce oba typy zmian. Około cztery razy częściej dochodziło
jednak do mutacji w tzw. sekwencjach regulatorowych kontrolujących ekspresję
genów. Odkrycie to uświadamia nam, jak wielką rolę w ewolucji odgrywają
niekodujący obszary DNA. A wszystko dzięki małej rybce, która dla naukowców
okazała się być na wagę złota.
Materiały źródłowe:
How
Evolution Copies Itself
The genomic
basis of adaptive evolution in threespine sticklebacks
Analysis of
stickleback genome sequence catches evolution in action
« Evolutionism (Published: 16-04-2012 )
All rights reserved. Copyrights belongs to author and/or Racjonalista.pl portal. No part of the content may be copied, reproducted nor use in any form without copyright holder's consent. Any breach of these rights is subject to Polish and international law.page 7949 |
|