Prawda

Czwartek, 28 marca 2024 - 17:05

« Poprzedni Następny »


Jak poruszasz nogą, która kiedyś była płetwą?


Ed Yong 2014-01-16


Kiedyś, między 360 a 390 milionów lat temu, grupa ryb ruszyła do życia na lądzie. Po drodze ich płetwy stopniowo zamieniły się w podtrzymujące ciężar kończyny z wyraźnymi stawami łokci i przegubów. Płetwy stały się nogami. Pływacy stali się biegaczami.

Niektóre aspekty tego przejścia ewolucyjnego są obecnie jasne. Dzięki wielu pięknym skamielinom wiemy jak ewoluowały kości tych pionierskich ryb w te, których używam właśnie do stukania w klawiaturę.

Zaczęliśmy nawet odkrywać zmiany genetyczne, które brały udział w tej całkowitej przemianie.


Nadal jednak są tam tajemnice. Jak, na przykład, właściciele pierwszych nóg kontrolowali swoje kończyny?


Wyciągnij rękę i zegnij ją w łokciu. Dzieje się tu kilka rzeczy: twój mięsień dwugłowy kurczy się, ale mięsień trójgłowy odpręża. Dzieje się tak z powodu modułów w kręgosłupie – grup neuronów, które koordynują dużą liczbę ruchów, które wykonujemy równocześnie. „Moduł może poruszyć całe ramię zamiast tylko pary mięśni lub koordynować mięśnie w ramieniu i tułowiu” - wyjaśnia Martha Bagnall z Northwestern University.


Te ustalone z góry programy upraszczają zadanie kontrolowania naszych kończyn. Są jak .exe files, które potrafią rozpocząć skomplikowane programy komputerowe przy szybkim podwójnym kliknięciu.


Ryby wydają się nie mieć żadnych oczywistych odpowiedników tych modułów. Zamiast tego mają dużo prostsze obwody neuronowe, które osobno kontrolują lewą i prawą połowę ich ciała. Te obwody odpalają naprzemiennie, a więc mięśnie po jednej stronie ryby kurczą się, podczas gdy te po drugiej stronie odprężają. Powoduje to, że ich ciała falują wzdłuż, przepychając je przez wodę.


Jak przechodzi się od prostego ustawienia lewo-prawo do skomplikowanych modułów, które kontrolują twoje kończyny? „Tego właściwie nie wiemy – mówi Bagnall. – Są analizy, ale to jest mniej lub bardziej bezradne rozkładanie rąk”.


Razem z kolegą, Davidem McLeanem, odkryła ważną wskazówkę i to taką, która jest sprzeczna z podręcznikowym poglądem na pływanie ryb.


Zaczęła od notowania sygnałów, które przychodzą do neuronów ruchowych mięśni ryby o nazwie danio pręgowany i mówią im, by odpaliły. Jeśli podręcznikowy pogląd na pływanie ryby jest poprawny, należałoby oczekiwać, że te sygnały dotrą równocześnie do obu stron płynącego zwierzęcia, aby mięśnie mogły się kurczyć jak zsynchronizowany zespół.


Nie to się jednak zdarzyło. Zamiast tego Bagnall odkryła maleńkie różnice w czasie, w jakim sygnały docierały do górnej i dolnej połowy mięśni ryby – tylko kilka milisekund, niemniej były to różnice.


Na przykład, neurony ruchowe górnej-prawej części ryby otrzymują zsynchronizowany sygnał, jak również te z jej dolnej-prawej części… ale te ćwiartki nie są zsynchronizowane wzajem ze sobą. Co więcej, Bagnall i McLean odkryli, że mięśnie dostają sygnały od różnych zespołów neuronów. Są tam cztery obwody zamiast dwóch.


Przy normalnym pływaniu górne i dolne obwody są niemal nieodróżnialne, ale przydają się, kiedy ryba ma się przewracać. Jeśli danio leży na prawym boku, wysyła silniejsze sygnały do neuronów ruchowych kontrolujących jego ćwiartki dolną-lewą i górną-prawą. Wynikające z tego kurczenie mięśni pomaga rybie przewrócić się.


“Sądzimy, że jest to dobry przykład modularnej organizacji rdzenia kręgowego – mówi Bagnall. – Kontrolują one te cztery ćwiartki mniej lub bardziej odrębnie i to upraszcza ich zadanie powodowania przewracania się i wyprostowywania”.


Sugeruje ona, że te proste moduły mogły być szablonami dla bardziej skomplikowanych, takich, które kontrolują nasze kończyny. Górne obwody mogły wyewoluować do kontrolowania mięśni prostujących, takich jak nasz mięsień trójgłowy, podczas gdy dolne wyewoluowały do kontrolowania zginaczy, takich jak nasze mięśnie dwugłowe. „Na tym etapie jest to tylko hipoteza – mówi Bagnall. – Ponieważ jednak jak dotąd nie było żadnej przekonującej hipotezy, jesteśmy tym dość podnieceni”.   


“To jest dobra opowieść i pięknie wyłożona” – mówi Ole Kiehn z Karolinska Institutet, który bada jak neurony produkują ruchy. Zespół musi rozpracować kilka detali, na przykład, jak oddzielne moduły górny i dolny są skoordynowane w rybie, ale ich odkrycie jest samo w sobie ciekawe i ich hipoteza jest solidna.


Martyn Goulding
z Salk Institute, który bada obwody w rdzeniu kręgowym, jest ostrożniejszy. „Biorąc pod uwagę wybitną rolę, jaką poruszanie kończynami odegrało w przejściu kręgowców do środowiska lądowego, sprawa jest niesłychanie interesująca – mówi. – Nie jestem jednak pewien, jak modularna organizacja, którą widzą w odniesieniu do kontroli mięśni osiowych, może łatwo przełożyć się na system kontroli zginaczy i mięśni prostujących”.


Na przykład, mówi on, że mięśnie kończyn pochodzą z innej grupy komórek embrionalnych niż mięśnie tułowia i pleców. Istnieje powierzchowna paralela między górną a dolną połową mięśni tułowia, a mięśniami górnymi (prostownik) i dolnymi (zginacz) w płetwie i w kończynie, ale mogą one nie przekładać się dokładnie.


Bagnall zgadza się, że potrzeba dużo więcej pracy, żeby sprawdzić jej hipotezę. Próbuje teraz sprawdzić, czy neurony kontrolujące górną i dolną połowę u danio polegają na różnych zestawach genów. Jeśli tak, sprawdzi zginacze i prostowniki u zwierząt z kończynami, żeby zobaczyć, czy mają ten sam podpis genetyczny.


Źródło:
Bagnall & McLean. 2013.Modular Organization of AxialMicrocircuits in Zebrafish. Science http://dx.doi.org/10.1126/science.1245629


How do you move a leg that was once a fin

Not Exactly Rocket Science, 9 stycznia 2013

Tłumaczenie M.K.

_______

Ed Yong 

Mieszka w Londynie i pracuje w Cancer Research UK. Jego blog „Not Exactly Rocket Science” jest próbą zainteresowania nauką szerszej rzeszy czytelników poprzez unikanie żargonu i przystępną prezentację.
Strona www autora

 

W komentarzach na stronie Eda Yonga jeden z czytelników natychmiast podrzucił wideo z chodzącym rekinem.



Skomentuj Tipsa en vn Wydrukuj






Nauka

Znalezionych 1469 artykuły.

Tytuł   Autor   Opublikowany

„Grubogłowi przedsiębiorcy pogrzebowi w noc żywych trupów”   Júnior   2022-05-31
„Gryzoń skunksowy”, który żuje trujące rośliny i wypluwa truciznę na swoje futro   Coyne   2020-12-02
„Kryzys klimatyczny” to mistyfikacja   Williams   2023-09-25
„Najbardziej znany zabójca ludzi”: jakie są prawdziwe początki XIV-wiecznej Czarnej Śmierci?   Lewis   2023-09-15
„New Yorker” pisze o hoacynie, sugeruje, że koncepcja Darwina drzew ewolucyjnych może być urojeniem   Coyne   2022-07-25
„San Francisco Chronicle” bardzo myli się w sprawie biologicznej płci   Coyne   2023-06-09
„Zapylisz mnie!”: nachalni bohaterowie świata roślin   Júnior   2022-06-11
“Czarne tygrysy” w małym indyjskim rezerwacie sugerują losowy dryf genetyczny   Coyne   2021-10-26
“Daily Beast” wypacza epigenetykę oszukańczymi twierdzeniami, że dzieci mogą “odziedziczyć wspomnienia Holocaustu”   Coyne   2017-10-05
“Konwergentna” ewolucja mrówek grzybiarek Starego i Nowego świata   Coyne   2023-03-23
“Odwrócenie specjacji” (fuzja gatunków) u kruków   Coyne   2018-03-16
“Partenogenetyczny” rak rozmnaża się bez seksu: czy to jest nowy gatunek?   Coyne   2018-02-17
“Rogi” trylobitów mogły być używane jako broń w walkach między samcami   Coyne   2023-02-15
“Scientific American” poświęca się polityce, a nie nauce; odmawia publikowania krytycznych analiz swoich fałszywych lub wprowadzających w błąd twierdzeń   Coyne   2022-09-01
“Współczesny” Homo sapiens mógł być w Eurazji aż 210 tysięcy lat temu   Coyne   2019-07-17
‘Raniąca’ idea merytorycznych podstaw nauki    i Jerry Coyne   2023-05-29
 Syntetyczna biologia oferuje obietnicę rozwiązania globalnego problemu z plastikiem   Agaba   2021-12-13
10 twierdzeń działaczy walczących w Afryce z GMO o tym, dlaczego postępy w biotechnologii upraw powinny zostać odrzucone – i dlaczego są one błędne   Maina   2022-11-17
100 milionów lat ozdabiania się śmieciami   Yong   2016-07-05
12 podstawowych punktów biologii ewolucyjnej   Cobb   2016-03-02
Pseudonauka Masaru Emoto   Novella   2017-12-18
Czy „toksyczna kobiecość” jest główną przyczyną bojów o społeczną sprawiedliwość?   Coyne   2021-02-08
Paradoksalne cechy genetyki inteligencji   Ridley   2013-12-18
“New Scientist”: Darwin jednak miał rację    Coyne   2020-10-01
Intelektualna pustka numeru “New Scientist” o ewolucji: 1. Genetyczna plastyczność    Coyne   2020-10-03
Intelektualna pustka numeru “New Scientist” o ewolucji: 2. Rzekome nieistnienie gatunków   Coyne   2020-10-05
Klasyczna historia skorygowana: porosty to grzyby + glony + drożdże (inne grzyby)   Coyne   2016-08-05
Homo floresiensis, hominin “hobbit”, w Internecie   Coyne   2016-11-25
No pasarán    Tonhasca Júnior   2023-03-04
Strzelby, zarazki, maszyny to zdecydowanie antyrasistowska książka. Dlaczego lewica jej nie kocha?   Barnett   2021-10-13
„ Całujące się” koralowce złapane in flagranti   Yong   2016-07-28
”Sygnalizowanie cnoty” może nas irytować. Cywilizacja byłaby jednak bez niego niemożliwa    Miller   2019-09-13
A jednak chorują na raka    Łopatniuk   2016-02-13
Czyste okrucieństwo cięć w pomocy żywnościowej   Lomborg   2017-08-07
Dalszy spadek zgonów z powodu raka   Novella   2019-02-04
Dlaczego mamy alergie?   Zimmer   2016-01-28
Dlaczego sądy nie powinny rozstrzygać o nauce     2018-12-13
Dlaczego większość zasobównie wyczerpuje się   Ridley   2014-05-04
Dlaczego zwierzęta są urocze?   Coyne   2014-12-30
Dziennik z Mozambiku: Demony w kurzu   Naskręcki   2018-03-30
Dziwaczne, wysysające krew czerwie jurajskie   Cobb   2014-06-28
Ewolucja, ptaki i kwiaty   Coyne   2014-06-02
Gigantyczne “paleonory” wykopane przez wymarłe ssaki   Coyne   2017-06-29
Grupy anty-GMO przegrywają sprawę sądową w Nigerii    i Nkechi Isaak   2022-07-30
Jak karakara wygrywa z osami   Cobb   2013-12-29
Kiedy zapada noc i ziemia jest ciemna   Tonhasca Júnior   2023-02-10
Kilka lekcji z rosyjskiej rewolucji. Jak kuszący radykalny nihilizm prowadzi do ekstremizmu   Geifman   2021-03-22
Komisja Europejska ukrywa naukę o pszczołach   Ridley   2017-05-03
Malaria pachnąca cytryną    Zimmer   2015-04-07
Małpo ty moja   Koraszewski   2015-04-17
Metamorfozy    Júnior   2022-04-09
Minęło 40 lat od wydania „Samolubnego genu” – śmiała książka Richarda Dawkinsa ostała się próbie czasu   Ridley   2016-02-17
Niezwykły pasikonik szklany   Naskręcki   2014-05-27
Nowe badanie wskazuje na jednego oszusta   Coyne   2016-08-18
Nowy i dziwaczny rodzaj mimikry: nasiona rośliny naśladują kształt i zapach odchodów zwierzęcych, by ułatwić roznoszenie ich przez żuki gnojowe   Coyne   2015-10-20
O porażkach wolności i lęku przed nauką   Dennett   2016-05-20
O rzeczywistości rasy i odrazie do rasizmu    i Brian Boutwell   2017-09-04
Obniżenie poprzeczki dla tradycyjnej medycyny chińskiej dla ideologii i zysku     2017-12-29
Olbrzymie armie o niezliczonych umiejętnościach    Tonhasca Júnior   2024-02-08
Osobisty mikrobiom w cyfrach   Zimmer   2014-08-14
Ostrogony nie są naprawdę “żywymi skamieniałościami”    Coyne   2015-07-29
Palestyńska intersekcjonalność z nazistami   Frantzman   2017-07-08
Pochwała ignorancji, czyli wiem, że nie wiem   Cullen   2017-01-11
Przykre niespodzianki, czyli czerniak i siwizna   Łopatniuk   2015-08-01
Przypuszczalnie złamana kość    Coyne   2015-06-04
Rozum i Wiara IICzyli takie sobie rozmowy o religijnych „prawdach” i problemach z nimi związanych.   Ferus   2015-11-22
Ryba z biodrami   Mayer   2016-03-30
Siedem narzędzi myślenia   Dennett   2014-11-19
Skrzydlaci oszuści i straż obywatelska   Young   2014-01-02
Tako rzecze antyszczepionkowa “wojowniczka mama”, Brittney Kara: jeśli szczepionki są tak wspaniałe, to dlaczego nie wspomina ich Biblia?     2018-04-26
Twardy kwiat do zgryzienia    Tonhasca Júnior   2023-02-22
Wielkoskrzydłe   Naskręcki   2014-04-02
Wierzący nagradzani za życia   Coyne   2014-12-21
Wpaść w amok. Empiryczna analiza szaleńczych zabójstw pokazuje, że wyłaniają się dwa różne wzorce.   King   2023-06-03
Wątpliwi pomocnicy    Tonhasca Júnior   2023-04-08
Świetna ewolucyjna innowacjaktóra okazała się zgubna   Yong   2015-12-10
Dlaczego odmawiamy dostrzegania jaśniejszej strony, choć powinniśmy   Pinker   2018-04-17
Krew, znój, łzy i pot   Tonhasca Júnior   2023-01-19
Mądrość w pułapce autorytetu   Witkowski   2020-04-18
Po prostu nie mogę się doczekać, aby znów wyruszyć w trasę   Tonhasca Júnior   2022-10-27
Pochwała jednoznaczności   Witkowski   2019-10-29
Z perspektywy naszego kurnika   Witkowski   2020-01-16
A co to takie włochate?   Łopatniuk   2016-04-02
A genomy ciągle kurczą się…   Zimmer   2016-11-22
A teraz dobre wiadomości: Sprawy naprawdę idą w dobrym kierunku   Pinker   2015-11-24
A polać wielką wodą…   Cipiur   2019-05-18
A.N. Wilson znowu kopie Darwina, tym razem w “Times”   Coyne   2017-09-07
Adam i Ewa: dwoje, czy więcej niż dwoje przodków?   Coyne   2017-01-07
Afrykańscy naukowcy wzywają do polityki poparcia biologii syntetycznej i innych innowacji   Agaba   2021-12-02
Agroekologia zmienia biednych farmerów w biedniejszych   Muhumuza   2022-06-09
AI – asystent lekarza   Novella   2020-12-09
AI: gorąca randka z “Sydneyem ”   Gotefridi   2023-03-15
Akademicki skandal: troje badaczy umyślnie publikowało fałszywe artykuły o „badaniach żałości”, by pokazać fatalne standardy akademickie w naukach społecznych   Coyne   2018-10-12
Akcja afirmatywna w wieloetnicznym narodzie   Hyams   2020-07-17
Aktywacja telomerazy mogłaby prowadzić do leczenia samej starości   Ridley   2015-10-27
Aktywiści anty-GMO w Afryce szerzą mity i strach, ale nie przedstawiają żadnych naukowych dowodów   Abutu   2023-08-14
Aktywność umysłowa nie zapobiega osłabieniu umysłowej sprawności   Novella   2018-12-15
Akupunktura jadu pszczelego: śmiercionośne znachorstwo, które może zabić     2018-04-23
Akupunktura kontra nauka, wersja lingwistyczna     2017-06-01
Akupunktura kwantowa   Novella   2019-04-23

« Poprzednia strona  Następna strona »
Polecane
artykuły

Lekarze bez Granic


Wojna w Ukrainie


Krytycy Izraela


Walka z malarią


Przedwyborcza kampania


Nowy ateizm


Rzeczywiste łamanie


Jest lepiej


Aburd


Rasy - konstrukt


Zielone energie


Zmiana klimatu


Pogrzebać złudzenia Oslo


Kilka poważnych...


Przeciwko autentyczności


Nowy ateizm


Lomborg


„Choroba” przywrócona przez Putina


„Przebudzeni”


Pod sztandarem


Wielki przekret


Łamanie praw człowieka


Jason Hill


Dlaczego BIden


Korzenie kryzysu energetycznego



Obietnica



Pytanie bez odpowiedzi



Bohaterzy chińskiego narodu



Naukowcy Unii Europejskiej



Teoria Rasy



Przekupieni



Heretycki impuls



Nie klanial



Cervantes



Wojaki Chrystusa


Listy z naszego sadu
Redaktor naczelny:   Hili
Webmaster:   Andrzej Koraszewski
Współpracownicy:   Jacek, , Małgorzata, Andrzej, Henryk