Prawda

Poniedziałek, 10 grudnia 2018 - 13:56

« 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 876 artykuły.

Tytuł   Autor   Opublikowany

Kilka myśli o altruizmie   Coyne   2018-12-10
Nauka nie jest twoim wrogiem   Pinker   2018-12-08
Czy poparcie przez celebrytę może skłonić ludzi do zaakceptowania ewolucji?   Coyne   2018-12-07
Dominujący indyk i jego popisy   Lyon   2018-12-04
Dlaczego kocie języki są kolczaste?   Coyne   2018-12-01
Hiszpania dąży do zakazania alternatywnej medycyny   Novella   2018-11-30
Inżyneria fotosyntezy i jej przeciwnicy   Novella   2018-11-27
Mój list do Darwina   Coyne   2018-11-26
Zapuszczenie   Łopatniuk   2018-11-24
Nowa praca potwierdza sześć podgatunków tygrysa   Coyne   2018-11-21
Nawigacja może być fundamentalna dla myślenia   Novella   2018-11-20
Zrezygnowanie z hamburgerów nie uratuje planety   Lomborg   2018-11-16
Echinacea nie działa na przeziębienie   Novella   2018-11-15
Laserowe skanowanie Archeopteryxa   Novella   2018-11-10
Apoptoza całego ciała   Dennett   2018-11-09
Głębota i polityka pseudogłębi   Hughes   2018-11-08
Niewydolność wątroby spowodowana ekstraktem z zielonej herbaty   Novella   2018-11-06
Skąd wiemy, że niemal wszyscy neandertalczycy byli praworęczni?   Coyne   2018-11-05
Co nam daje psychologia ewolucyjna?   Flock   2018-11-01
Problemy z organiczną żywnością i badaniem raka   Novella   2018-10-31
Geny, które wpływają na ludzką inteligencję i osobowość   Ridley   2018-10-30
Dławiący problem   Łopatniuk   2018-10-27
Niepoprawna ludzkość znowu poprawiona   Koraszewski   2018-10-26
Neandertalskie kości w Chorwacji   Coyne   2018-10-25
Światowa Organizacja Zdrowia udziela poparcia szarlatanerii   Novella   2018-10-24
Socjologia. Uwagi o nauce zaangażowanej   Koraszewski   2018-10-22
Daj ać ja pobruszę …   Łukaszewski   2018-10-20
Opieka zdrowotna neandertalczyków   Novella   2018-10-17
Łez kamienie   Łopatniuk   2018-10-13
Akademicki skandal: troje badaczy umyślnie publikowało fałszywe artykuły o „badaniach żałości”, by pokazać fatalne standardy akademickie w naukach społecznych   Coyne   2018-10-12
Skuteczny kontra patologiczny altruizm   Anomaly   2018-10-10
Czas powiedzieć stop pseudonauce o GMO   Novella   2018-10-02
Trochę inny rak wątroby   Łopatniuk   2018-09-29
Najwcześniejsze znane zwierzę?   Coyne   2018-09-27
Organiczne rolnictwo nie jest najlepsze   Novella   2018-09-24
Ateista z chwilową luką w pamięci i w szoku niewolnictwa   Dawkins   2018-09-21
Stereotypy są często szkodliwe a zarazem poprawne   Shpancer   2018-09-21
Atak “doktorostwa Wolfson” na rodziców chłopca, który zmarł na koklusz     2018-09-20
Probiotyki – to skomplikowane   Novella   2018-09-13
Przesądy i złudzenie kontroli   Novella   2018-09-11
Antyszczepionkowcy - pielęgniarka lub lekarz nie powinni opiekować się dziećmi     2018-09-10
Francuski uniwersytet wyrzuca homeopatię   Novella   2018-09-08
Plastry uśmierzające ból z Luminas: gdzie słowa „kwantum” i „energia” w rzeczywistości znaczą „magia”     2018-09-07
Odkryto nowy rodzaj neuronów u ludzi   Novella   2018-09-06
Epigenetyka: powrót Lamarcka? Nie tak szybko!   Coyne   2018-09-05
Przejściowe formy przodków żółwia   Novella   2018-09-03
Recenzja nowej książki Davida Quammena o drzewach ewolucyjnych (i porównanie z innymi recenzjami)   Coyne   2018-09-01
Dlaczego jedne sowy mają kępki piór na uszach, a inne nie?   Lyon   2018-08-30
Psychoaktywny lek i doświadczenie śmierci   Novella   2018-08-29
Samce koników morskich, które są ciężarne, redukują inwestycję w potomstwo, jeśli widzą seksowną samicę   Coyne   2018-08-28
Uderzające podobieństwo: rewolucyjne wyniki badań nad bliźniętami   Dynesen   2018-08-27
Ale tego wija lepiej zostaw w spokoju   Łopatniuk   2018-08-24
Ile jest ziemi nadającej się pod uprawę?   Novella   2018-08-22
Więcej o szarlatanerii komórek macierzystych   Novella   2018-08-18
Kontrolowane próby szczepionek   Novella   2018-08-15
Ogniska odry w Brooklynie w 2013 r.: Badanie kosztów antyszczepionkowej pseudonauki     2018-08-14
Uprzednie doświadczenie wpływa na to, co widzimy   Novella   2018-08-11
Efekt Krugera-Dunninga, antyszczepionkowcy i arogancja ignorancji     2018-08-09
Nowe zastosowania zużytych filtrów do dializy   Blum   2018-08-07
Puszczyk mszarny   Lyon   2018-08-06
Oprzeć się wiatrom - dobór naturalny, huragany i jaszczurki   Mayer   2018-08-04
Unia Europejska odrzuciła uprawy z edytowanym genomem   Ridley   2018-08-03
Spojrzenie na ruch anty-GMO   Novella   2018-08-02
Tajemne życie morskich ptaków   Ridley   2018-08-01
Więcej dowodów przeciwko „epigenetycznie” dziedziczonym i środowiskowo wprowadzonym zmianom w DNA   Coyne   2018-07-31
Usterka w Matriksie   Novella   2018-07-27
Czy współczesny Homo sapiens wyewoluował w różnych częściach Afryki?   Coyne   2018-07-24
Pandemie, szczepienia, i kuracja mleczna profesora Jastrebowa   Turski   2018-07-21
Sóweczka dwuplamista   Lyon   2018-07-20
Lucyfer, którego wymyślił Zimbardo. O konsekwencjach stanfordzkiego eksperymentu więziennego i skandalu, którego stał się obiektem   Witkowski   2018-07-19
Nie kłacz, gdy kaszlesz   Łopatniuk   2018-07-14
Kwantowe bzdury w parapsychologii   Novella   2018-07-12
Pełzająca percepcja problemów   Novella   2018-07-10
Ale czy mogą cierpieć?   Dawkins   2018-07-07
Wronia inteligencja   Novella   2018-07-06
Gąsienica naśladuje pazurnicę   Coyne   2018-07-05
O mózgach męskich i żeńskich   Novella   2018-07-03
Czy hieny rozbijają ludzki patriarchat?   Coyne   2018-06-30
Mikrobiom jelitowy i stany lękowe   Novella   2018-06-28
Ukośniki przędą spadochrony z nici pajęczej i odlatują po sprawdzeniu wiatru odnóżami   Coyne   2018-06-26
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

« Poprzednia strona  Następna strona »
Polecane
artykuły

Einstein



Socjologia



Allah stworzyl



Uprzednie doświadczenie



Żydowski exodus



PRL Chrystusem narodów



Odrastające głowy hydry nazizmu



Homeopatia, wibracje i oszustwo


Żołnierz IDF



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


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