Prawda

Środa, 20 stycznia 2021 - 00:59

« 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 1185 artykuły.

Tytuł   Autor   Opublikowany

Głębia ludzkiej historii   Novella   2021-01-19
Dlaczego szczepionki mRNA mogą zrewolucjonizować medycynę?   Ridley   2021-01-02
Szczepionka mRNA na koronawirusa: świadectwo ludzkiej pomysłowości i mocy nauki   Coyne   2021-01-01
Dziwaczny rodzaj rasistowskiego patriarchatu   Arora   2020-12-31
Centrala muszek owocowych: Bloomington Drosophila Stock Center   Coyne   2020-12-29
Pierwszy raport o używaniu narzędzi przez pszczoły: rodzimy gatunek używa grudek łajna, by odeprzeć drapieżne szerszenie   Coyne   2020-12-23
Nie – żadne chi nie istnieje   Novella   2020-12-21
Moc nauki dostarczyła najlepszej możliwej wiadomości w tym koszmarnym roku   Ridley   2020-12-18
Szczątkowa cecha ptaków, która mogła być funkcjonalna u przodków: zdalne wyczuwanie drgań dziobem (nadal czynne u kiwi)   Coyne   2020-12-16
Paradoks wielce niedoskonałego dobra   Koraszewski   2020-12-11
Nasiona roślin ewoluują, by upodobnić się odchodów antylopy, a oszukane żuki gnojowe odtaczają i zagrzebują nasiona   Coyne   2020-12-10
AI – asystent lekarza   Novella   2020-12-09
Czy problem zwijania białka został rozwiązany?   Coyne   2020-12-05
„Gryzoń skunksowy”, który żuje trujące rośliny i wypluwa truciznę na swoje futro   Coyne   2020-12-02
Intensywne zbieranie leczniczej rośliny przez ludzi prowadzi do ewolucji nowych kolorów liści i kwiatów   Coyne   2020-11-28
Jak ewoluuuje altruizm?   Coyne   2020-11-25
Filozof zainfekowany efektem potwierdzenia wyjaśnia, dlaczego ewolucja dowodzi Boga   Coyne   2020-11-23
Według nowych badań są cztery gatunki pingwinów białobrewych, a nie tylko jeden   Coyne   2020-11-19
Gra w łajdactwo, by zrozumieć łajdaków   Novella   2020-11-18
Ewolucja psów   Novella   2020-11-09
Genomowa i ewolucyjna analiza wymarłego kota szablozębnego   Coyne   2020-10-31
Zakład Simon-Ehrlich po 40 latach   Gale L. Pooley   2020-10-23
Używające narzędzi mrówki budują struktury, by spijać roztwór cukru w pojemnikach, nie topiąc się   Coyne   2020-10-22
Czego pandemia nauczyła nas o nauce?   Ridley   2020-10-19
Przeddarwinowscy “darwiniści”   Berry   2020-10-16
Covid 19 może przejmować kontrolę nad receptorami bólu, uśmierzając ból i podnosząc szerzenie się choroby: możliwy rezultat doboru naturalnego   Coyne   2020-10-15
Znowu wrzawa, że “teoria ewolucji wywrócona”, ale jak zwykle, robią z igły widły   Coyne   2020-10-13
Intelektualna pustka numeru “New Scientist” o ewolucji: 4. Rzekome znaczenie dryfu genetycznego w ewolucji   Coyne   2020-10-09
Chromosomy Y ludzi, neandertalczyków i denisowian   Novella   2020-10-08
Intelektualna pustka numeru “New Scientist” o ewolucji: 3. Rzekome znaczenie epigenetyki w ewolucji   Coyne   2020-10-07
Intelektualna pustka numeru “New Scientist” o ewolucji: 2. Rzekome nieistnienie gatunków   Coyne   2020-10-05
Intelektualna pustka numeru “New Scientist” o ewolucji: 1. Genetyczna plastyczność    Coyne   2020-10-03
“New Scientist”: Darwin jednak miał rację    Coyne   2020-10-01
Uprawy GMO i wzrost plonów   Novella   2020-09-28
Książka o psychologii ewolucyjnej, która pokazuje wartość tej dziedziny – ale nie wartość memów   Coyne   2020-09-22
Przyjemności seksu i jagód   Ridley   2020-09-18
Czy można falsyfikować naukowe teorie? Naukowiec odpowiada, że “nie”   Coyne   2020-09-12
Naukowe pismo “Nature” przystaje do Przebudzonych twierdząc, że zarówno płeć, jak gender są niebinarne   Coyne   2020-09-09
Wybór ostatecznej wolności   Witkowski   2020-09-07
Polio zlikwidowane w Afryce   Novella   2020-09-05
Czy wyrazy ludzkiej twarzy są uniwersalne w okazywaniu emocji?   Coyne   2020-09-02
Barwny erudyta J.B.S. Haldane   Coyne   2020-08-28
Modelowanie zbijania się pingwinów cesarskich w gromadę: każdy dostaje równie dużo ciepła   Coyne   2020-08-25
Jak algorytmy wpływają na twoje życie   Novella   2020-08-24
Z okazji dziewięćdziesiątych urodzin Thomasa Sowella   Jacoby   2020-08-22
Prawdziwie długa szyja: 6-metrowy wodny gad z triasu z szyją długości 2,7 metra   Coyne   2020-08-19
Wątrobiane duszki   Novella   2020-08-17
Rozrzedzanie krwi bez groźby krwawienia   Novella   2020-08-14
Nowy raport: Bakteria po stu milionach lat nadal żywa!   Coyne   2020-08-08
Modlitwa to nie jest lekarstwo   Nowella   2020-08-07
Maleńki, 10-centymetrowy dinosaur, który zjadał owady   Coyne   2020-08-06
Piękny skoczek, który upodabnia się do mrówki   Coyne   2020-08-03
Urodziny Rosalind Franklin!   Cobb   2020-07-31
Kondor wielki: ptak, który rzadko kiedy macha skrzydłami   Coyne   2020-07-28
Czy ludzie byli w Nowym Świecie ponad 30 tysięcy lat temu?   Coyne   2020-07-26
Oszaleć na punkcie nietoperzy w czasach korony i politykierstwa   Collins   2020-07-25
Dwa gatunki dały zdolną do życia hybrydę, mimo że rozeszły się 150 milionów lat temu   Coyne   2020-07-23
Niccolo Tartaglia jego tajemnica   Jacoby   2020-07-20
Akcja afirmatywna w wieloetnicznym narodzie   Hyams   2020-07-17
Dekolonizacja ewolucji (i Darwina) była nieunikniona   Coyne   2020-07-15
Filtr mózgu (czyli czego nie widzimy)   Novella   2020-07-14
Homeopatia jest bezwartościowa a czasami szkodliwa   Novella   2020-07-10
Pięć błędnych wyobrażeń o ewolucji: jedno jest wątpliwe, jedno niesłuszne   Coyne   2020-07-08
Wiecznie kurczący się tranzystor i wynalezienie Google   Ridley   2020-07-06
Postmodernizm: filozofia, która stoi za naszymi wojnami kulturowymi i postępującym nihilizmem   Hill   2020-07-02
Bodźce do innowacji w końcu pokonają COVID-19   Ridley   2020-06-27
Maleńkie stworzenia morskie budują olbrzymie, fantastyczne domy, by chronić się i zdobywać pokarm   Coyne   2020-06-25
Rośliny uprawne z edytowanym genomem pomagają farmerom i środowisku   Ridley   2020-06-20
Czy klucz do COVID można znaleźć w rosyjskiej pandemii?   Ridley   2020-06-18
Skąd więc wziął się ten wirus?   Ridley   2020-06-16
Nowe dane o tym, jak działają grzyby „mrówek zombie”   Coyne   2020-06-15
Czy brytyjski naukowy establishment popełnił największy błąd w historii?   Ridley   2020-06-13
Błysk światła w mroku   Sheagren   2020-06-12
Poczucie pewności napędza efekt potwierdzenia   Novella   2020-06-08
Czy możemy zobaczyć osobowość?   Novella   2020-06-05
Rozwiązanie dla obecnego kryzysu   Ridley   2020-06-02
Lokalizacja funkcji wykonawczych   Novella   2020-05-30
Przestańcie wierzyć w naukę   Greenfield   2020-05-28
Ewolucyjne korzenie sztuki   Koraszewski   2020-05-27
Innowacji nie można wymusić, ale można je zdławić   Ridley   2020-05-26
Stymulowanie kory wzrokowej   Novella   2020-05-23
Pora na telemedycynę   Novella   2020-05-19
Czy mrożącą krew w żyłach prawdą jest, że decyzja o zamknięciu społeczeństwa opierała się na luźnych matematycznych spekulacjach?   Ridley   2020-05-15
MMR jest bezpieczna i skuteczna   Novella   2020-05-14
Odporność stada na fakty   Koraszewski   2020-05-13
O COVID wiemy wszystko – i nie wiemy niczego   Ridley   2020-05-12
Nanotechnologia zastosowana do leczenia choroby Alzheimera   Novella   2020-05-11
COVID-19 – To są szkody   Novella   2020-05-05
Nadmiar teorii wszystkiego   Koraszewski   2020-05-04
Zawodnicy – i trudności – w wyścigu do wyleczenia COVID   Ridley   2020-04-30
Psychologia sprzeciwu wobec szczepień   Novella   2020-04-25
Prowokator czy prowokowany?   Witkowski   2020-04-24
Nauka on-line jest skuteczna   Novella   2020-04-23
Mądrość w pułapce autorytetu   Witkowski   2020-04-18
Znaleziono najstarszego “bilaterian”: odkryto podobne do robaka stworzenie wraz z jego skamieniałymi śladami   Coyne   2020-04-16
Nietoperze i pandemia   Ridley   2020-04-14
Pandemia ludzkiej głupoty   Novella   2020-04-12
W miarę postępu badań natura naszego wroga staje się coraz wyraźniejsza   Ridley   2020-04-04
Wzmacnianie układu odpornościowego podczas pandemii   Novella   2020-04-02
Dlaczego ten wirus inaczej dotyka pokolenia?   Ridley   2020-03-30

« Poprzednia strona  Następna strona »
Polecane
artykuły

Cervantes



Wojaki Chrystusa



 Palestyńskie weto



Wzmacnianie układu odpornościowego



Wykluczenie Tajwanu z WHO



Drzazgę źle się czyta



Sześć lat



Pochodzenie



Papież Franciszek



Schadenfreude



Pseudonaukowa histeria...


Panstwo etc



Biły się dwa bogi


 Forma przejściowa


Wstęga Möbiusa


Przemysł produkcji kłamstw


Jesteś tym, co czytasz,



Radykalne poglądy polityczne


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


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