Prawda

Niedziela, 17 stycznia 2021 - 14:16

« Poprzedni Następny »


Supergen, który maluje kłamcę


Ed Yong 2014-03-14


Samice Papillo polytes są mistrzyniami w maskowaniu się. Jedne wyglądają jak czarnobiałe samce, ale inne ozdabiają skrzydła białymi smugami i czerwonymi zakrętasami, żeby naśladować odległych krewnych, motyle paziowate.Wszystkie paziowate są toksyczne. Przez naśladowanie ich smakowite samice P. polytes oszukują drapieżniki udając, że są równie niesmaczne.

Ilustracja poniżej pokazuje, jak zróżnicowane może być to przebranie. Wszystkie prawe połowy to różne gatunki motyli, wszystkie lewe połowy to samice P. polytes.

Wszystkie lewe połowy to samice Papilio polytes. Prawe połowy to albo samce P. polytes (na górze), albo różne gatunki paziowatych (na dole). Zaadaptowane z Kunte et al, 2014.
Wszystkie lewe połowy to samice Papilio polytes. Prawe połowy to albo samce P. polytes (na górze), albo różne gatunki paziowatych (na dole). Zaadaptowane z Kunte et al, 2014.

Brytyjscy naukowcy Sir Cyril Clarke i Philip Sheppard badali te motyle w latach 1960. i przez eksperymenty krzyżowania ich pokazali, że te owady nigdy nie mieszają swoich wzorów. Nie otrzymujesz pośrednich motyli z czerwonymi zakrętasami z jednego wzoru i białymi smugami z drugiego. Zamiast tego każdy wzór dziedziczony jest jako całość.


Ci dwaj naukowcy postawili hipotezę, że wzory są kontrolowane przez “supergen” – grupę genów, z których każdy kontroluje inną część skrzydeł, ale dziedziczone są jako jeden blok. Wyobraź sobie rząd wyłączników do kontrolowania urządzeń domowych, które są sklejone razem, tak że włączenie jednego powoduje włączenie wszystkich pozostałych.


Koncepcja supergenu była bardzo wpływowa i naukowcy zidentyfikowali wiele takich grup u roślin, ślimaków i innych motyli. Do teraz jednak nikt nie znalazł supergenu P. polytes. Wreszcie zrobił to Krushnamegh Kunte z Instytutu Tata Badań Podstawowych w Indiach i wyniki są całkowitą niespodzianką – zarówno potwierdzają one, jak i obalają hipotezę Clarke’a i Shepparda.


Kunte, razem z Marcusem Kronforstem z University of Chicago, porównywali nie-mimetyczne samice, które przypominają samce,  z mimetycznymi, które wyglądają jak Pachliopta aristolochiae. Szukali części genomu motyla, które są powiązane z wzorami mimetycznymi i w końcu trafili na mały odcinek zawierający pięć genów. Cztery były podobne u wszystkich samic, niezależnie od ich wzoru.


Piąty gen, znany jako doublesex, był czymś zupełnie innym.


Kunte i Kronforst znaleźli ponad tysiąc mutacji różnicujących  wersje tego genu (allele) u samic mimetycznych i nie-mimetycznych. Ta zdumiewająca rozmaitość była tym bardziej zaskakująca, że doublesex ma reputację niezmienności. Jest w zasadzie taki sam u much, chrząszczy, mrówek i w każdej innej grupie owadów. A jednak u P. polytes – i tylko między mimetycznymi i nie-mimetycznymi samicami – ten typowo konserwatywny gen był siedliskiem ewolucji.


Motyle nie zmieniają wzorów na skrzydłach dzięki dziedziczeniu różnych wersji grup genów, jak sugerowali Clarke i Sheppard, ale dzięki dziedziczeniu różnych wersji doublesex. Supergen nie jest kolektywem, ale pojedynczym genem. Nie ma szeregu wyłączników sklejonych razem; jest tylko jeden wyłącznik, który kontroluje wszystko.


Różne wzory Papilio polytes. Credit: Wei Zhang
Różne wzory Papilio polytes. Credit: Wei Zhang

Odkrycie nowej funkcji doublesex  jest podwójnie zaskakujące, ponieważ ten gen ma już dobrze zdefiniowaną rolę: puszcza rozwijające się motyle albo drogą męską, albo żeńską. To jak odkrycie, że zapalając światło w pokoju, uruchamiasz także samochód.


Kunte zastanawia się teraz, czy naukowcy nie “szufladkowali” doublesex jako genu różnicującego płeć, podczas gdy potencjalnie może on robić o wiele więcej. „W całym królestwie zwierzęcym widzimy niesłychanie różniące się samce i samice” – powiedział. – „Być może ta rodzina genów, biorąca udział w determinowaniu płci w całym królestwie zwierzęcym, ma również udział w tworzeniu poroża jeleni lub ogonów pawia”.


Nadal nie jest jasne, jak allele doublesex tworzą wzory na skrzydłach motyla. Z tysiącem mutacji, które trzeba obejrzeć, zespół ma oczywiście kłopoty z dopasowaniem ich do określonych elementów skrzydła. Niemniej znaleźli pewne wskazówki, jak gen to robi.


Przy aktywacji genu instrukcje zakodowane w ich DNA najpierw zostają przekształcone na pokrewną cząsteczkę zwaną RNA. Te transkrypty RNA są następnie używane do budowy białek. Kunte i Kronforst odkryli, że doublesex RNA jest pocięty i połączony ponownie w cztery odrębne “izoformy”, jak różne ścieżki w tej samej książce “wybierz własną przygodę”. Jedna z tych izoform znajduje się  u samców, a pozostałe trzy u samic.


Można pomyśleć, że każda z tych trzech izoform żeńskich odpowiada innemu wzorowi, i to właśnie sądzili początkowo Kunte i Kronforst. Mylili się. Każda samica ma wszystkie trzy izoformy, niezależnie od jej wzoru. Zamiast tego ważny jest sposób użycia tych izoform. Samice mimetyczne tworzą ich więcej niż nie-mimetyczne, szczególnie na skrzydłach i szczególnie w miejscach, gdzie tworzą białe znaki.


Tak więc, ten sam gen jest przetwarzany na różne sposoby i włączany z różną siłą w różnych częściach skrzydła motyla, żeby stworzyć różnorodność wzorów.


Nie wyjaśnia to jednak, dlaczego wzory są tak stabilne. Gdy rodzi się nowe pokolenie, różne wersje tego samego genu układają  się i tasują swój DNA, tworząc nowe kombinacje. U P. polytes mutacje doublesex, które dają jeden wzór mimetyczny, powinny z czasem przetasować się z tymi, które dają inny wzór, tworząc nowe mieszanki. Najwyraźniej to się nie zdarza.


Kunte i Kronforst odkryli, dlaczego: mimetyczna wersja doublesex jest odwrócona w stosunku do nie-mimetycznej, a więc umieszczona jest na genomie w innym kierunku. To odwrócenie nie pozwala dwóm wersjom na właściwe ustawienie się w szeregu i nie dopuszcza do tasowania ich, zapewniając, że ponad tysiąc mutacji tego genu zostaje odziedziczone razem.


A to właśnie, mniej więcej, sądzili Clarke i Sheppard!


Wyobrażali sobie wiele elementów działających zgodnie, żeby wyprodukować właściwe naśladownictwo na skrzydłach i przekazywanych następnemu pokoleniu jako jeden blok. Mieli rację poza jednym szczegółem: tymi elementami nie muszą być indywidualne geny. Mogą nimi być poszczególne części tego samego genu. Jak powiedział mi Mark Scriber z Michigan State University, jest zdumiewające, że Cyril Clarke doszedł do zasadniczo poprawnej odpowiedzi 60 lat temu, bez żadnych potężnych narzędzi badań genetycznych, jakich mogą użyć dzisiejsi naukowcy.


Zaimponowało to także Matthieu Joronowi z CNRS. Znalazł on supergeny w innej grupie motyli – długoskrzydłym gatunku Heliconius. Są one bliższe koncepcjom Clarke’a i Shepparda: grupy indywidualnych genów połączonych razem przez inwersję genomową. W obu liniach rodowych  motyli – Heliconius i P. polytes –  mimikra  wyewoluowała w podobny sposób.


Jest to trochę zaskakujące, ponieważ te dwie linie używają mimikry z bardzo różnych przyczyn. P. polytes stosują mimikrę batesowską – oszukują drapieżniki, by myślały, że są toksyczne, przez podobieństwo do gatunków, które naprawdę są toksyczne. Ale Heliconius stosują mimikrę mülerowską – są rzeczywiście toksyczne i wzmacniają swoje barwy ostrzegawcze przez podobieństwo jeden do drugiego, żeby drapieżnik, który nauczył się omijać jeden gatunek, omijał także je wszystkie.


Batezjańskie P. polytes są kłamcami, które pasożytują na sygnałach ostrzegawczych swoich lepiej bronionych krewnych. Mülleriańskie Heliconius uczciwie informują i znajdują bezpieczeństwo we wspólnych ostrzeżeniach. A jednak obie grupy wyewoluowały podobne wzory w ten sam sposób.


Uwaga:
To jest rozszerzona wersja wiadomości z The Scientist.

Źródło: Kunte, Zhang, Tenger-Trolander, Palmer, Martin, Reed, Mullen & Kronforst. 2014. doublesex is a mimicry supergene. Nature http://dx.doi.org/10.1038/nature13112


The supergene that paints a liar

Tłumaczeie: Małgorzata Koraszewska. (Konsultacja polskiego przekładu dr Karol Zub.)



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


Skomentuj     Wyślij artykuł do znajomego:     Wydrukuj






Nauka

Znalezionych 1184 artykuły.

Tytuł   Autor   Opublikowany

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
Czaszka maleńkiego dinozaura/ptaka znaleziona w bursztynie   Coyne   2020-03-27

« 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