Prawda

Czwartek, 28 marca 2024 - 17:13

« Poprzedni Następny »


Pradawnym płazom odrastały kończyny


Jerry Coyne 2014-09-29


Salamandry są wśród czworonogów najsprawniejsze w regenerowaniu utraconych części ciała: niektóre potrafią zastąpić utracone kończyny, oczy, serca (!) i ogony na każdym etapie życia. Inne salamandry potrafią regenerować części ciała tylko, kiedy są młode, przed metamorfozą w osobniki dorosłe.

Większość zwierząt ma zdolność regenerowania utraconych części ciała, ale nie ma tej zdolności większość czworonogów (potomków czworonożnych stworzeń, które zdobyły ląd; do czworonogów zaliczają się płazy, gady, ptaki i ssaki).


Salamandry są wśród czworonogów najsprawniejsze w regenerowaniu utraconych części ciała: niektóre potrafią zastąpić utracone kończyny, oczy, serca (!) i ogony na każdym etapie życia. Inne salamandry potrafią regenerować części ciała tylko, kiedy są młode, przed metamorfozą w osobniki dorosłe. Żabom odrastają utracone kończyny, ale tylko te kończyny, które mają jako kijanki. Tracą tę zdolność w dorosłym wieku. Ryby potrafią zastąpić promienie na płetwach, ale nie same płetwy. Ryby dwudyszne (ryby słodkowodne w podklasie Dipnoi) potrafią zregenerować całe przednie lub tylne płetwy. Inna prymitywna ryba słodkowodna, Polypterus, potrafi zregenerować swoje płetwy piersiowe, choć nie wiadomo, czy ta zdolność ograniczona jest do osobników młodocianych. Tutaj jest Polypterus:



Wreszcie i założę się, że nie wiedzieliście tego (ja też nie wiedziałem) – my, ludzie, potrafimy zregenerować czubki palców, chociaż zdarza się to łatwiej u dzieci niż u dorosłych. Dodałem te fotografie regeneracji czubka palca, co zasugerował w komentarzu czytelnik Mark Sturtevant, a pochodzi ona z sympatycznej strony podsumowującej zdolności regeneracyjne u zwierząt. Jest to trochę makabryczne, ale dla dobra edukacji powinniśmy znieść ten widok:



Poza tym jednak ludzie nie potrafią zregenerować żadnej innej większej części swojego ciała. Badania regeneracji u salamander stało się więc rodzajem chałupnictwa w biologii, bo jeśli uda nam się zrozumieć, jak one to robią – a czynimy w tym postępy – być może uda nam się pomóc ludziom po amputacji w odzyskiwaniu ich utraconych kończyn, czego nie potrafi uczynić Bóg – choć podobno potrafi wyleczyć wiele innych schorzeń.


Informacja o regeneracji w grupach, które właśnie wymieniłem, pochodzi z nowego artykułu w „Proceedings of the Royal Society (Series B)” Nadii Fröbisch et al. (link i darmowe ściąganie pliku poniżej). Artykuł zajmuje się jednak głównie uderzającym, nowym odkryciem: skamieniałości płazów sprzed 300 milionów lat, które wyraźnie także miały zdolność regenerowania kończyn. Jest to, jak sądzę, pierwszy raz, kiedy pokazano, że jakakolwiek skamieniałość miała zdolność odtworzenia utraconych części ciała.


Autorzy badali okazy prymitywnego płaza Micromelerpton credneri z liczących sobie 300 milionów lat depozytów w Europie. Oto jak wygląda jeden z nich; jest niezwykle dobrze zachowany (skala porównawcza wynosi 1 cm). Autorzy notują, że na tym okazie można dostrzec cień skóry, pigment w siatkówce i skrzela zewnętrzne oraz wzór łusek. Nie jest to salamandra, ale prymitywny płaz, którego miejsce w drzewie czworonogów pokażę za chwilę:   


Figure 1. Whole specimen of Micromelerpeton credneri. Specimen MB.Am.1210 showing the exceptional quality of preservation of fossil amphibians from the fossil lake deposits of Lake Odernheim. Note the preservation of ‘skin shadow’, external gills, retinal pigments and scalation patterns. Scale bar equals 1 cm.
Figure 1. Whole specimen of Micromelerpeton credneri. Specimen MB.Am.1210 showing the exceptional quality of preservation of fossil amphibians from the fossil lake deposits of Lake Odernheim. Note the preservation of ‘skin shadow’, external gills, retinal pigments and scalation patterns. Scale bar equals 1 cm.

Patrząc na wiele okazów, autorzy odkryli, że w niektórych kończynach były ślady regeneracji, które przypominają takie ślady u współczesnych salamander, kiedy te tracą swoje kończyny. Twierdzą (a ja nie potrafię tego osądzić i akceptuję ich słowa), że te anomalie nie są po prostu zdeformowaniami w kończynach salamander, które powstały bez utraty owych kończyn przez salamandry. 


Tutaj jest oznaka regeneracji, dwa zrośnięte “paliczki”; normalne okazy mają cztery palce na przedniej “dłoni”, ten zaś ma rozdwojony palec, a więc jest ich pięć:



Inna, przypuszczalnie zregenerowana, kończyna, tym razem stopa. Stopy normalnie mają pięć palców, ale ta ma sześć z dwoma środkowymi palcami cieńszymi niż normalne. To, jak mówią autorzy, także jest znakiem regeneracji nie zaś zdeformowania.



Jednym potencjalnym problemem z tymi wynikami, który autorzy omawiają, jest to, że nie pokazują one, czy regeneracja odbyła się u dorosłych. Palce mogły zostać stracone i odrosły u osobników młodocianych, a ślady regeneracji po prostu przetrwały u dorosłych, które same mogły stracić zdolności regenerowania kończyn. Innymi słowy, te prymitywne płazy mogą być jak żaby albo niektóre salamandry, mając zdolności regeneracyjne tylko w młodości.


Co to oznacza dla ewolucyjnej historii regeneracji? Autorzy przedstawiają diagram filogenetyczny ryb, płazów i innych czworonogów, zarówno prymitywnych, jak współczesnych, który pokazuje ich zdolności regeneracyjne. Ryby pancerne i ryby chrzęstnoszkieletowe (raje, płaszczki i rekiny) nie potrafią regenerować utraconych części ciała. Wielopłetwcowate (Polypterus) i Dipnoi potrafią (gwiazdki mają oznaczać regenerację tylko u młodocianych, ale nie wiemy tego dla tych dwóch grup). Nie wiemy nic o „rybonogach” Tiktaalik, Acanthostega (jednym z pierwszych czworonogów z kończynami), ani o Eryops, wczesnym i wymarłym płazie. W rzeczywistości nie znamy zdolności regeneracyjnych niczego poza szarym prostokątem (wskazującym na pewną regenerację) lub żółtym prostokątem (tych gatunków, których uplasowanie filogenetyczne jest niepewne; tak więc żaby i salamandry pojawiają się w dwóch miejscach).


Owodniowce (ptaki, gady i ssaki) nie potrafią regenerować niczego.



Na podstawie tego autorzy sugerują, że ponieważ “grupa zewnętrzna” czworonogów – ryby dwudyszne i Polypterus, które są rybami – mają zdolności regeneracyjne, które mają również niektórzy ich potomkowie (żaby i salamandry), jest możliwe, że przodek wszystkich czworonogów, wczesna ryba, także miała zdolność regenerowania części ciała. Potomkowie, tacy jak my, mogli utracić tę cechę. W języku kladystyki regeneracja jest „symplezjomorficzna”: czyli jest cechą przodków.  


Alternatywną hipotezą jest, że grupy w szarych prostokątach niezależnie wyewoluowały zdolność regeneracji: byłaby to „synapomorfia”.


Obecnie nie możemy wybrać między tymi hipotezami, chociaż autorzy faworyzują pierwszą. Rodzajem dowodów, jakich potrzebowalibyśmy do podjęcia decyzji byłaby grupa wczesnych skamieniałości pokazujących zdolność regeneracji, szczególnie u bardzo wczesnych czworonogów lub ich prekursorów, takich jak Tiktaalik. Gdyby miały one tę zdolność i byłaby ona widziana u kilku wczesnych gatunków czworonogów, popierałbym tezę, że wszystkie pierwsze czworonogi potrafiły regenerować swoje kończyny, ale że pewne grupy utraciły tę zdolność.


To zaś wywołałoby pytanie: jeśli grupy takie jak gady i ssaki utraciły zdolność regeneracji części swoich ciał, to dlaczego? Zdolność ponownego odrastania utraconych części ciała wydaje się być niesłychanie korzystna. Jedną z możliwych odpowiedzi jest, że system rozwojowy tych grup ewoluował w taki sposób, iż regeneracja stała się fizycznie niemożliwa. Oczywiście jednak nie będziemy tego wiedzieli, dopóki nie zdobędziemy lepszych dowodów ze skamieniałości, jak również danych molekularnych o tym, jak dokładnie regenerują się kończyny. Gdyby podstawy molekularne i rozwojowe regeneracji były podobne u wszystkich czworonogów, sugerowałoby to odziedziczenie tego systemu od wspólnego przodka, bo byłoby nieprawdopodobne, by takie podobieństwo mogło wyewoluować niezależnie. Biolodzy pracują gorączkowo nad rozwojowymi podstawami regeneracji.


Bóg nie może przywrócić kończyny po amputacji, ale może nauka kiedyś to potrafi.

__________

Fröbisch N. B., C. Bickelmann, and F. Witzmann. 2014. Early evolution of limb regeneration in tetrapods: evidence from a 300-million-year-old amphibian. Proc R Soc B 2014 281: 20141550

h/t: Dom


Ancient amphibians could regrow their limbs

Why Evolution Is True, 25 września 2014-09-26

Tłumaczenie: Małgorzata Koraszewska



Jerry A. Coyne

Profesor 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 Tipsa en vn Wydrukuj






Nauka

Znalezionych 1469 artykuły.

Tytuł   Autor   Opublikowany

Kameleon przekazuje różne informacje różnymi częściami ciała   Yong   2013-12-14
Paradoksalne cechy genetyki inteligencji   Ridley   2013-12-18
Wielki skandal z biopaliwami   Lomborg   2013-12-19
Przedwczesna wiadomość o śmierci samolubnego genu   Coyne   2013-12-22
Czy jest życie na Europie?   Ridley   2013-12-22
Nowa data udomowienia kotów: około 5300 lat temu – i to w Chinach   Coyne   2013-12-26
Na Zeusa, natura jest przeżarta rują i korupcją   Koraszewski   2013-12-26
Proces cywilizacji   Ridley   2013-12-28
Jak karakara wygrywa z osami   Cobb   2013-12-29
Żebropławy, czyli dziwactwa ewolucji   Coyne   2013-12-30
Czy może istnieć sztuka bez artysty?    Wadhawan   2013-12-30
Zderzenie mentalności   Koraszewski   2014-01-01
Skrzydlaci oszuści i straż obywatelska   Young   2014-01-02
Delfiny umyślnie narkotyzują się truciznami rozdymków   Coyne   2014-01-04
Długi cień anglosfery   Ridley   2014-01-05
Ciemna materia genetyki psychiatrycznej   Zimmer   2014-01-06
Co czyni nas ludźmi?   Dawkins   2014-01-07
Twoja choroba na szalce   Yong   2014-01-08
Czy mamut włochaty potrzebuje adwokata?   Zimmer   2014-01-09
Pradawne rośliny kwitnące znalezione w bursztynie   Coyne   2014-01-10
Ratując gatunek możesz go niechcący skazać   Yong   2014-01-11
Ewolucja ukryta w pełnym świetle   Zimmer   2014-01-13
Koniec humanistyki?   Coyne   2014-01-15
Jak poruszasz nogą, która kiedyś była płetwą?   Yong   2014-01-16
Jak wyszliśmy na ląd, kość za kością   Zimmer   2014-01-19
Twoja wewnętrzna mucha   Cobb   2014-01-22
Ukwiał żyje w antarktycznym lodzie!   Coyne   2014-01-25
Dlaczego poligamia zanika?   Ridley   2014-01-26
Wspólne pochodzenie sygnałów płodności   Cobb   2014-01-28
Ewolucja i Bóg   Coyne   2014-01-29
O delfinach, dużych mózgach i skokach logiki   Yong   2014-01-30
Dziennikarski „statek upiorów” Greg Mayer   Mayer   2014-01-31
Dlaczego leniwce wypróżniają się na ziemi?   Bruce Lyon   2014-02-02
Moda na kopanie nauki   Coyne   2014-02-03
Neandertalczycy: bliscy obcy   Zimmer   2014-02-05
O pochodzeniu dobra i zła   Coyne   2014-02-05
Sposób znajdowania genów choroby   Yong   2014-02-07
Czy humaniści boją się nauki?   Coyne   2014-02-07
Kiedy zróżnicowały się współczesne ssaki łożyskowe?   Mayer   2014-02-10
O przyjaznej samolubności   Koraszewski   2014-02-12
Skąd wiesz, że znalazłeś je wszystkie?   Zimmer   2014-02-15
Nauka odkrywa nową niewiedzę o przeszłości   Ridley   2014-02-18
Żyjące gniazdo?   Zimmer   2014-02-19
Planeta tykwy pospolitej   Zimmer   2014-02-21
Nowe niezwykłe skamieniałości typu “Łupki z Burgess”   Coyne   2014-02-22
Dziennik z Mozambiku: Pardalota   Naskręcki   2014-02-23
Wskrzeszona odpowiedź z kredy na “chorobę królów”   Yong   2014-02-26
Dziennik z Mozambiku: Sybilla     2014-03-01
Spojrzeć ślepym okiem   Yong   2014-03-02
Intelektualne danie dnia  The Big Think   Coyne   2014-03-04
Przeczołgać się przez mózg i nie zgubić się   Zimmer   2014-03-05
Gdzie podziewają się żółwiki podczas zgubionych lat?   Yong   2014-03-10
Supergen, który maluje kłamcę   Yong   2014-03-14
Idea, którą pora oddać na złom   Koraszewski   2014-03-15
Zwycięstwa bez chwały   Ridley   2014-03-17
Twarde jak skała   Naskręcki   2014-03-18
Pasożyty informacyjne   Zimmer   2014-03-19
Seymour Benzer: humor, historia i genetyka   Cobb   2014-03-21
Kto to był Per Brinck?   Naskręcki   2014-03-23
Potrafimy rozróżnić między przynajmniej bilionem zapachów   Yong   2014-03-25
Godzina Ziemi czyli o celebrowaniu ciemności   Lomborg   2014-03-27
Słonie słyszą więcej niż ludzie   Yong   2014-03-30
Niebo gwiaździste nade mną, małpa włochata we mnie   Koraszewski   2014-03-31
Wielkoskrzydłe   Naskręcki   2014-04-02
Najstarsze żyjące organizmy   Coyne   2014-04-03
Jak zmienić bakterie jelitowe w dziennikarzy   Yong   2014-04-06
Eureka! Sprytne wrony to odkryły   Coyne   2014-04-07
Sukces upraw GM w Indiach   Lomborg   2014-04-09
Wirus, który sterylizuje owady, ale je pobudza   Yong   2014-04-12
Przystosować się do zmiany klimatu   Ridley   2014-04-14
Jeden oddech, który zmienił planetę   Naskręcki   2014-04-16
Najgorsze w karmieniu komarów jest czekanie   Yong   2014-04-17
Kłopotliwa podróż w przyszłość   Ridley   2014-04-19
Pierwsze spojrzenie na mikroby współczesnych łowców zbieraczy     2014-04-23
Seksizm w nauce o jaskiniowych owadach   Coyne   2014-04-26
Musza bakteria zaprasza inne muszki na uczty owocowe   Yong   2014-04-27
Zachwycający rabuś, który liczy sto milionów lat   Cobb   2014-04-28
Mądrość (małych) tłumów   Zimmer   2014-04-29
Tak bada się ewolucję inteligencji u zwierząt   Yong   2014-05-02
Fantastyczna mimikra tropikalnego pnącza   Coyne   2014-05-03
Dlaczego większość zasobównie wyczerpuje się   Ridley   2014-05-04
Pomidory tworzą pestycydy z zapachu swoich sąsiadów   Yong   2014-05-07
Potrawy z pasożytów   Zimmer   2014-05-08
Technologia jest często matką nauki, a nie odwrotnie   Ridley   2014-05-09
Montezuma i jego flirty   Coyne   2014-05-11
Insekt dziedziczy mikroby z plemnika taty   Yong   2014-05-12
Polowanie na nietoperze   Naskręcki   2014-05-14
Zmień swoje geny przez zmianę swojego życia   Coyne   2014-05-15
Obrona śmieciowego DNA   Zimmer   2014-05-17
Gdzie są badania zwierzęcych wagin?   Yong   2014-05-20
Niemal ssaki   Naskręcki   2014-05-21
Zobaczyć jak splątane są gałęzie drzewa   Zimmer   2014-05-23
Dlaczego ramiona ośmiornicy nie plączą się   Yong   2014-05-24
Niezwykły pasikonik szklany   Naskręcki   2014-05-27
Wąż zgubiony i ponownie odnaleziony   Mayer   2014-05-28
Niespodziewani krewni mamutaków   Yong   2014-05-30
Trochę lepszy  świat   Ridley   2014-05-31
Tam, gdzie są ptaki   Mayer   2014-06-01
Ewolucja, ptaki i kwiaty   Coyne   2014-06-02
Jestem spełniony   Naskręcki   2014-06-04

« 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