Prawda

Sobota, 23 czerwca 2018 - 23:51

« Poprzedni Następny »


“Partenogenetyczny” rak rozmnaża się bez seksu: czy to jest nowy gatunek?


Jerry A. Coyne 2018-02-17


Chyba ponad dziesięciu czytelników przysłało mi link do artykułu Carla Zimmera w “New York Times” o rakach marmurkowych. Ten „gatunek” jeśli można go tak nazwać (więcej o tym poniżej) jest partenogenetyczny – to jest, rozmnaża się bez seksu. Znaczy to, że wszystkie osobniki są samicami, a samców, którzy normalnie dostarczają plemników u przodków raków, nie ma wcale. Populacja raków marmurkowych nie potrzebuje samców i całe jezioro może zostać zaludnione przez jednego osobnika. Myślę, że Zimmer trochę przesadza, kiedy mówi, że ten nowy mutant „przejmuje Europę”, ale poza tym to jest dobry artykuł.

Spójrzmy jednak na oryginalne prace (linki poniżej), żeby zobaczyć, co się dzieje.


Można to streścić dość prosto, choć genetyka jest skomplikowana. W 1995 r. “rak marmurkowy” pojawił się w niemieckim handlu zwierząt do akwarium, pochodząc prawdopodobnie od jednego mutanta, który był członkiem gatunki Procambarus Falla. Oto jak wygląda rak marmurkowy z  pancerzem w plamki, podobnie jak jego bezpośredni przodek, P. fallax:


Zdjęcie: Huetter, C./picture alliance/Arco Images G/Newscom

Zdjęcie: Huetter, C./picture alliance/Arco Images G/Newscom



Jest to jedyny znany partenogenetyczny gatunek dziesięcionogów (grupa ta obejmuje krewetki, raki, homary i kraby); i rozmnaża się przez apomiktyczną partenogenezę – jajo tworzy się przez normalny podział komórkowy czyli mitozę i jest płodne. Żaden plemnik nie jest potrzebny! To daje jednemu osobnikowi zdolność zajęcia habitatu i zaludnienia go, co jest możliwe w płciowo rozmnażających się organizmach tylko w wypadku, kiedy samica jest zapłodniona.


Partenogeneza w połączeniu z wszystkożernością raka marmurkowego oznacza, że jest to zagrożenie i to zagrożenie, które się szerzy, szczególnie, jak pokazuje praca Gutekunst i in., na Madagaskarze. Partenogeneza niekoniecznie oznacza, że gatunek (w rzeczywistości jest to klon, jak zobaczymy za chwilę) zastąpi inne raki. Może być ekologicznie inne nie tylko od innych gatunków raka, ale od swoich przodków P. fallax, a w takim wypadku może żyć obok nich. Według teorii genetyki populacyjnej oczekuje się, że “mutanty” takie jak ten, zastąpią formy płciowe w tym samym gatunku, ale tylko jeśli ich ekologia jest taka sama. Niemniej zdolność tych stworzeń do jedzenia wszystkiego i do inwazji na jeziora słodkowodne przez jednego tylko osobnika jest niepokojącym zagrożeniem. 


Jak to powstało? Jej powstanie jest w istocie kluczem do jej zdolności rozmnażania się bezpłciowego. Jest to triploid: zamiast normalnego zestawu 184 chromosomów (dwóch zestawów po 92) ma trzy zestawy: 276. (To bardzo dużo chromosomów – ludzie mają tylko 46). Prawdopodobnie P. fallax stworzył diploidalne jajeczko z 184 chromosomami zamiast normalnych 92. Potem doszedł do jajeczka plemnik z 82 chromosomami od innego osobnika, co dało triploid z 276 chromosomami.


Triploid nie może tworzyć zdolnych do życia osobników przez normalną mejozę, bo byłyby to trzy chromosomy każdego typu, starające połączyć się w pary, a potem rozdzielić, co dałoby bałagan. Jeśli w ten sposób w ogóle powstałoby jajeczko, to nie miałoby pełnego zestawu chromosomów, ale mogłoby mu brakować jednych, a innych byłby nadmiar, co przy zapłodnieniu dałoby zygotę o zupełnie zakłóconym rozwoju. Mogłoby jednak zreprodukować się przez normalny podział komórkowy (mitozę), bo to nie wymaga łączenia się chromosomów w pary. I w ten sposób rozmnaża się ten nowy klon: produkując jajeczka przez zwykły podział komórek somatycznych.  


Musi także być jakaś cecha raka marmurkowego, która pozwala na rozwój triploidalnej komórki bez potrzeby zapłodnienia przez plemnik. (Te klony mogą kojarzyć się z samcami P. fallax, ale przekazane plemniki niczym nie przyczyniają się do potomstwa.) Nie wiemy, czy cecha, która pozwala temu klonowi na rozmnażanie bez seksu jest genetyczną mutacją, czy też po prostu jest to produkt uboczny komórki posiadającej trzy zestawy chromosomów.


Żeby spojrzeć na pochodzenie tego stworzenia, Gutekunst i in. zsekwencjonowali jego pełen genom: pierwszy w pełni zsekwencjonowany genom jakiegokolwiek skorupiaka dziesięcionoga. I znaleźli to, czego można było oczekiwać z powyżej przedstawionej teorii jego pochodzenia: osobnik miał trzy zestawy chromosomów, z których dwa były niemal identyczne, a trzeci nieco odbiegający, ale nadal był to genom P. fallax. To znaczy, że gatunek z pewnością powstał, jak przewidywano, z niezredukowanej komórki jajowej samicy P. fallax zapłodnionej plemnikiem samca P. fallax. Porównując DNA klona z innymi stawonogami, autorzy znaleźli tę filogenezę, pokazującą gatunek najbardziej zbliżony do krewnego raka, Parhyale hawaiensisskorupiaka obunoga.


(from paper): Phylogenetic clustering of 138 orthologues from recently published arthropod genomes. Shimodaira–Hasegawa-like branch support <1 is indicated by numbers.
(from paper): Phylogenetic clustering of 138 orthologues from recently published arthropod genomes. Shimodaira–Hasegawa-like branch support <1 is indicated by numbers.

Mamy więc tu klona, który rozmnaża się bez seksu, podobnie jak te wirusy i bakterie, które reprodukują się bez prawdziwego, mejotycznego seksu (chociaż te mikroby mają sposób na wymianę genów).


Ale czy jest to nowy gatunek?
Artykuł Franka Lyko (odnośnik poniżej) mówi, że jest i nazywa triploidalnego klona Procambarus virginalis. Na jakiej podstawie uznaje to za nowy gatunek? Nie jest nią morfologia, bo nie ma cechy, która absolutnie odróżnia tego triploidalnego klona od P. fallax. Genetycznie jednak można odróżnić klona od gatunku rodzicielskiego, ponieważ ma diagnostyczny mitochondrialny DNA. Niemniej jest tak tylko dlatego, że pierwszy zmutowany osobnik miał unikatową sekwencję DNA w mitochondriach (wszyscy mamy!), która została przekazana klonowym potomkom. Dla mnie jest to tylko arbitralna cecha, która umożliwia odróżnienie klonów od przodka, ale nie ma biologicznego znaczenia.  


Lyko pisze, że klonowy “gatunek” jest izolowany reprodukcyjnie od P. fallax: nie mogą wymieniać genów. Izolacja reprodukcyjna jednej grupy od drugiej jest, oczywiście, biologicznym znakiem probierczym gatunku, zasługuje to więc na wzięcie pod uwagę. Ale samo to nie znaczy, że P. virginialis trzyma się klasycznej definicji biologicznego gatunku z tej przyczyny: osobniki w gatunku klonalnym są także izolowane reprodukcyjnie wzajem od siebie! Według biologicznej koncepcji gatunku (BSC) gatunkiem jest “grupa krzyżujących się ze sobą osobników, izolowanych reprodukcyjnie od innych takich grup”. Ale osobniki  P. virginialis nie krzyżują się: nie mogą kojarzyć się wzajem ze sobą!


Tak więc pozostawione same w różnych jeziorach te izolowane klony mogą w nieskończoność rozchodzić się  drogą ewolucji, a nikt nigdy nie będzie mógł sprawdzić ich zgodności reprodukcyjnej ani przez obserwacje w akwariach, ani przez zobaczenie, co dzieje się, kiedy znowu mają ze sobą kontakt. W obu wypadkach nie da się osądzić, czy mogą krzyżować się ze sobą.


Znaczy to, że podobnie jak bakterie lub inne grupy bezpłciowe, nie możemy użyć BSC, żeby stwierdzić, czy ten klon reprezentuje nowy gatunek. Wyznaczanie gatunków w takich grupach staje się mniej lub bardziej arbitralne i opiera się o stopnie genetycznych lub morfologicznych różnic. Nie daje się powiedzieć, czy populacje klonów pozostawionych samotnie każdy w innym jeziorze staną się różnymi gatunkami. Czy różnica jednego nukleotydu w olbrzymim genomie, charakterystyczna dla danego jeziora, wystarcza, do oddzielenia nowego gatunku w ramach P. virginialis? Jeśli nie, to jaka różnica jest niezbędna? Z tego powodu łatwiej stosować pojęcie gatunku do organizmów rozmnażających się płciowo: jeśli spotykają się w naturze, albo krzyżują się ze sobą, albo nie (mogą oczywiście być problematyczne przypadki bardzo ograniczonego krzyżowania, ale u wielu grup ten problem nie występuje).


Nazwanie tego przez Lyko nowym gatunkiem jest decyzją różniącą się zasadniczo od decyzji uznania Drosophila simulans za inny gatunek niż D. melanogaster, ponieważ występują razem w przyrodzie, ale nigdy nie wymieniają genów (hybrydy są bezpłodne i większość z nich nie nadaje się do życia).  


Gatunkami nazywano inne partenogenetyczne zwierzęta, jak słynną rybę Poeciliopsis monacha-occidentalis, która powstała z hybrydyzacji między dwoma gatunkami, ale rozmnaża się bezpłciowo od ponad 100 tysięcy pokoleń. Ona także jest teraz klonem a określenie jej jako gatunku jest mniej lub bardziej arbitralne, jeśli weźmie się pod uwagę, że nic nie promuje krzyżowania się ani nie przeszkadza genetycznemu rozchodzeniu się grup klonów.


Taki więc jest mój pogląd na kwestię tego, czy ta rzecz jest nowym gatunkiem: jest to problematyczne, ponieważ ten rak jest aseksualnym klonem. Biologia jest jednak fascynująca i byłoby dobrze odkryć, jaka cecha oryginalnego, triploidalnego osobnika umożliwiła mu rozmnażanie się bez seksu.  

____________

Gutekunst, J., R. Andriantsoa, C. Falckenhayn, K. Hanna, W. Stein, J. Rasamy, and F. Lyko. 2018. Clonal genome evolution and rapid invasive spread of the marbled crayfish. Nature Ecology & Evolution, online, doi:10.1038/s41559-018-0467-9

Lyko, F. 2017. The marbled crayfish (Decapoda: Cambaridae) represents an independent new species. Zootaxa 4363:544-552.


A “parthenogenetic” crayfish reproduces without sex: is it a new species?

Why Evolution Is True, 8 lutego 2018

Tłumaczenie: Małgorzata Koraszewska



Jerry A. Coyne


Profesor (emeritus) na wydziale ekologii i ewolucji University of Chicago, jego książka "Why Evolution is True" (Polskie wydanie: "Ewolucja jest faktem", Prószyński i Ska, 2009r.) została przełożona na kilkanaście języków, a przez Richarda Dawkinsa jest oceniana jako najlepsza książka o ewolucji.  Jerry Coyne jest jednym z najlepszych na świecie specjalistów od specjacji, rozdzielania się gatunków.  Jest wielkim miłośnikiem kotów i osobistym przyjacielem redaktor naczelnej.


Skomentuj     Wyślij artykuł do znajomego:     Wydrukuj






Nauka

Znalezionych 796 artykuły.

Tytuł   Autor   Opublikowany

To może być toczeń, czyli o wilku, który pożarł serce   Łopatniuk   2018-06-23
Kreacjonizm i nagonka na Coyne’a w „Daily Caller”   Coyne   2018-06-22
Kłamstwa anty-GMO   Novella   2018-06-20
Protezy kończyn - kolejny postęp   Novella   2018-06-16
Dziwne zawiłości procesu dziedziczenia   Coyne   2018-06-13
Homeopatia, wibracje i oszustwo     2018-06-12
Wyników Séraliniego nie daje się powtórzyć   Novella   2018-06-11
Helen Lawson i czarna maść: wycinanie, wypalanie i zatruwanie w sposób „naturalny”     2018-06-09
Patyczaki mogą rozprzestrzeniać się jak nasiona roślin: w ptasich odchodach   Coyne   2018-06-08
Czy teoria doboru naturalnego Darwina zmieniła nasz pogląd na miejsce ludzkości   Dennett   2018-06-07
Kosmici-głowonogi i panspermia   Novella   2018-06-05
Marność dowodów na przekazywanie wprowadzonych środowiskowo, „epigenetycznych” zmian w DNA kolejnym pokoleniom u ludzi   Coyne   2018-06-04
Homeopatyczne nosodes   Novella   2018-05-31
Fałszywa dychotomia i negacja nauki   Novella   2018-05-28
Nicień w oku bliźniego   Łopatniuk   2018-05-26
Budzenie zmarłych   Novella   2018-05-21
Finansowanie społecznościowe terapii komórkami macierzystymi o nieudowodnionej skuteczności: wykorzystywanie hojności obcych, by płacić za szarlatanerię     2018-05-18
Co mówi nam ruch płaskiej Ziemi     2018-05-17
Osy papierowe + sprytny biolog = tęczowe gniazda   Coyne   2018-05-14
Jak to jest, że Stanisław Burzyński nadal żeruje na zrozpaczonych pacjentach z rakiem?     2018-05-12
Przekonania antyoświeceniowe są „zaskakująco trwałe”     2018-05-11
Jeremy Sherman nadal nie rozumie ewolucji   Coyne   2018-05-09
Zdrowy tryb życia ma znaczenie   Novella   2018-05-08
Miasta są nowymi wyspami Galapagos   Ridley   2018-05-04
O obowiązkowym oznakowywaniu GMO   Novella   2018-05-03
Tydzień Świadomości Homeopatii. Pomaga przypomnieć ludziom, że jest to szarlataneria!     2018-05-02
Znajdź Tiktaalika!   Coyne   2018-05-01
Wzrost potęgi dinozaurów   Novella   2018-04-30
Niebezpieczeństwa martwienia się o sądny dzień   Pinker   2018-04-27
Tako rzecze antyszczepionkowa “wojowniczka mama”, Brittney Kara: jeśli szczepionki są tak wspaniałe, to dlaczego nie wspomina ich Biblia?     2018-04-26
Geny wydają się wyjaśniać większość sukcesów uczniów szkół elitarnych   Ridley   2018-04-25
Akupunktura jadu pszczelego: śmiercionośne znachorstwo, które może zabić     2018-04-23
Mumia z Atakama nie jest kosmitą   Novella   2018-04-20
Feministyczna geografia w Dartmouth   Coyne   2018-04-19
Dlaczego odmawiamy dostrzegania jaśniejszej strony, choć powinniśmy   Pinker   2018-04-17
Inicjatywa „Globalna Spójność”: nonsens na globalną skalę     2018-04-11
Wreszcie: sensowna dyskusja o “rasie”   i Greg Mayer   2018-04-10
Rolnictwo biodynamiczne: podobne do antropozoficznej medycyny, ale dla farm     2018-04-06
Mózg i kodowanie predyktywne   Novella   2018-04-05
Dziwaczne życie seksualne żabnicy   Coyne   2018-04-04
Dwa kilo prostaty poproszę   Łopatniuk   2018-03-31
Dziennik z Mozambiku: Demony w kurzu   Naskręcki   2018-03-30
Otumaniony myśliciel twierdzi, że ewolucja nie może wyjaśnić organizmów i ich “dążeń”   Coyne   2018-03-28
Orientacja na złe wiadomości nasila się i wpływa na nasze działania   Ridley   2018-03-27
Urojenie fałszywej flagi   Novella   2018-03-24
Zły tydzień dla homeopatii jest dobrym tygodniem dla nauki     2018-03-23
Czy farmerzy mają czekać aż parlamentarzyści podszkolą się w nauce o manioku?   Ongu   2018-03-22
David Barash namawia naukowców do stworzenia człowieko-szympansiej hybrydy   Coyne   2018-03-20
Déjà vu i swojskość   Novella   2018-03-17
“Odwrócenie specjacji” (fuzja gatunków) u kruków   Coyne   2018-03-16
Błąd atrybucji, sofizmat rozszerzenia (atakowanie chochoła) i zasada wielkoduszności   Novella   2018-03-14
Mutualistyczne ptaki nocują w pachwinach i na brzuchach żyraf   Coyne   2018-03-13
Polityczny szympans   Martino   2018-03-09
Najstarsza sztuka jaskiniowa w Europie, to niemal z pewnością dzieło neandertalczyków   Coyne   2018-03-06
Nowa inicjatywa w Kalifornii – magnetyzm nonsensu w działaniu   Novella   2018-03-05
Nie zostawić żadnej mrówki: mrówki noszą rannych towarzyszy do mrowiska i opatrują ich rany   Coyne   2018-03-03
Unikatowy skamieniały owad z nożycami na głowie i tułowiu   Coyne   2018-02-28
Serce na wierzchu   Łopatniuk   2018-02-24
Skąd się wzięły pająki?   Coyne   2018-02-23
Czy kometa zabiła mamuty   Novella   2018-02-22
Zagadka: co zapyla muchołówkę?   Coyne   2018-02-20
“Partenogenetyczny” rak rozmnaża się bez seksu: czy to jest nowy gatunek?   Coyne   2018-02-17
Naturopatyczna propaganda głosi normalne porady dotyczące stylu życia jako własne i dodaje szamaństwo     2018-02-14
Bezwstydne organiczne sianie strachu   Novella   2018-02-12
Fałszywe nadzieje i niewidzialni wrogowie   Anomaly   2018-02-09
Pierwszy exodus Homo sapiens z Afryki?   Coyne   2018-02-06
Niebezpieczeństwa kultury celebrytów   Novella   2018-02-05
Małe kroki, czyli białko, które nie jest młotem na raka (ale i tak się przydaje)   Łopatniuk   2018-02-03
Opera mydlana: Z życia łysek amerykańskich – część VI   Lyon   2018-02-02
List otwarty do Charlotte Allen   Coyne   2018-01-31
Naiwna promocja “integrowania” znachorstwa do medycyny     2018-01-29
Kolejne zachwalanie “całkowicie innego” wyjaśnienia ewolucji   Coyne   2018-01-26
Bekon bez azotynów   Novella   2018-01-25
Specjacja przez hybrydyzację u amazońskich gorzyków?   Coyne   2018-01-23
Dowody, że ptaki drapieżne szerzą pożary leśne, by wypłoszyć zdobycz   Coyne   2018-01-20
Tajemnicze cykle epok lodowych   Ridley   2018-01-19
Pochodzenie ludzkiej muzyki? Samiec kakadu palmowej używa patyka do rytmicznego uderzania w wydrążone drzewa   Coyne   2018-01-18
Powrót “tradycyjnej” astrologii   Novella   2018-01-17
Nowe badanie o tym, jak ewoluują ludzie   Coyne   2018-01-16
Krąg mimikry müllerowskiej   Coyne   2018-01-12
Sztuczna inteligencja będzie symbiozą, nie zaś zastąpieniem   Ridley   2018-01-11
Czy nauka zabija duszę?   S. Pinker   2018-01-09
Dlaczego nie będzie doboru na inteligentne niemowlęta   Ridley   2018-01-05
Powrót łysenkoizmu w Putinowskiej Rosji   Novella   2018-01-03
Pozory mylą, czyli niespodzianki nie zawsze przykre   Łopatniuk   2017-12-30
Obniżenie poprzeczki dla tradycyjnej medycyny chińskiej dla ideologii i zysku     2017-12-29
Multikulturaliści unicestwiają zachodnią cywilizację   Salzman   2017-12-28
Nie znasz przeszłości, nie znasz przyszłości   Mayer   2017-12-27
Alternatywna medycyna zabija   Novella   2017-12-26
Na wpół syntetyczne życie z powiększonym kodem genetycznym   Novella   2017-12-23
Ziemniaki GMO zmniejszą użycie pestycydów i dostarczą więcej gotówki farmerom w Ugandzie   Ongu   2017-12-22
Słusznie o plastiku i PCB, błędnie o zakwaszeniu   Ridley   2017-12-21
Chwytówka modliszkowata ma chodzącą poczwarkę, która wspina się na drzewa przed przekształceniem   Coyne   2017-12-19
Pseudonauka Masaru Emoto   Novella   2017-12-18
Fantastyczne oko przegrzebka pokazane w nowej pracy   Coyne   2017-12-16
Czy ptaki wyewoluowały większe dzioby, by zjadać duże, inwazyjne ślimaki?   Coyne   2017-12-13
Biotechnologia jest pilnie potrzebna w Afryce – dla gospodarki i środowiska   Ridley   2017-12-08
Okrutne zabawy wielorybów   Lyon   2017-12-07
Specjacja zięb z Galápagos przez hybrydyzację   Coyne   2017-12-04
Zrób sobie test ciążowy, Krzysiu   Łopatniuk   2017-12-02

« Poprzednia strona  Następna strona »
Polecane
artykuły

Prawo powrotu



Mózg i kodowanie predyktywne



Nocna rozmowa



WSzyscy wiedza



Nieustający marsz



Oświecenie Pinker



Alternatywna medycyna zabija



Kobiety ofiarami



Prometeusz



modyfikowana pszenica



Arabowie



Roboty będą uprawiać ziemię



Sumienie, czyli moralność bez smyczy



Skomplikowana ewolucja



Argument neuroróżnorodności



Nowe badanie pamięci długotrwałej



Ściganie bluźnierstwa



Ryby jaskiniowe



Autyzm



Od niepamiętnych czasów



Tunezyjczycy przeciw złemu prawu



Drugie prawo termodynamiki



Pochwała ignorancj



Mistyfikacja Sokala



Intronizacja Chrystusa



Obama chrzescijanie



Szelest liści



Czego wam nie pokazują?



Rozdzielenie religii i państwa



Trwa ewolucyjne upokorzenie archeopteryksa



Trucizna, kamuflaż i tęcza ewolucji



Religia zdrowego rozsądku



Kto się boi czarnego luda?



Land of the pure


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