Prawda

Czwartek, 28 marca 2024 - 10:47

« 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 Tipsa en vn Wydrukuj






Nauka

Znalezionych 1469 artykuły.

Tytuł   Autor   Opublikowany

Jak małpy człekokształtne (włącznie z ludźmi) straciły swoje ogony   Coyne   2024-03-26
Ale najpierw kawa   Tonhasca Júnior   2024-03-21
Ideolodzy: dlaczego nauczanie genetyki musi mieć charakter społeczno-polityczny   Coyne   2024-03-19
Przepływ genów od neandertalczyków i denisowian do ludzi „współczesnych” i odwrotnie   Coyne   2024-03-14
Wejdź – skoro nalegasz   Tonhasca Júnior   2024-03-09
Czy “bezpłciowe” bakterie tworzą biologiczne gatunki?   Coyne   2024-03-06
Carl Zimmer o gatunkach i ochronie     2024-02-29
Kolejna błędna próba skorygowania ewolucji   Coyne   2024-02-22
Ryjący w ziemi przedsiębiorcy   Tonhasca Júnior   2024-02-15
Olbrzymie armie o niezliczonych umiejętnościach    Tonhasca Júnior   2024-02-08
Wejdź, powiedziała, dam ci schronienie przed burzą   Tonhasca Júnior   2024-01-15
Czy ludzie wyewoluowali w wodzie?   Coyne   2024-01-08
Jak upadają wielcy   Tonhasca Júnior   2024-01-04
Oczy reniferów zmieniają kolor, żeby łatwiej im było dostrzec jadalne porosty   Coyne   2023-12-30
Życzliwi przestępcy   Tonhasca Júnior   2023-12-28
Conor Friedesdorf (i Alexander Barvinok) o ideologicznym przymusie na amerykańskich uczelniach   Coyne   2023-12-26
Zdumiewający manipulatorzy   Tonhasca Júnior   2023-12-25
Nie gryzie się ręki, która cię zapyla   Tonhasca Júnior   2023-10-19
Rewolucja komunikacyjna   Hannam   2023-10-18
BBC szerzy propagandę rolnictwa organicznego, a biedni na świecie cierpią   i Kathleen Hefferon   2023-10-13
Niezwykły przypadek koewolucji i specyficzności zapylacz/storczyk   Coyne   2023-10-07
Płeć męska lub żeńska: nie ma nic pomiędzy   Elliot   2023-10-03
Myślenie intuicyjne i analityczne   Novella   2023-09-29
„Kryzys klimatyczny” to mistyfikacja   Williams   2023-09-25
Jak (i dlaczego) ośmiornica edytuje swój RNA   Lewis   2023-09-23
„Najbardziej znany zabójca ludzi”: jakie są prawdziwe początki XIV-wiecznej Czarnej Śmierci?   Lewis   2023-09-15
Do jakiego stopnia pary mają wspólne cechy?   Novella   2023-09-14
Kenia daje zielone światło 58 projektom GMO – naukowcy na całym świecie kontynuują badania w dziedzinie biotechnologii, mimo procesów sądowych i dezinformacji   Ombogo   2023-09-08
Lancet atakuje anty-przebudzenie, a czytelnik odpowiada   Coyne   2023-08-24
Więcej wyrafinowanej teologii: uczony religijny zastanawia się, czy neandertalczycy mieli nieśmiertelne dusze   Coyne   2023-08-16
Aktywiści anty-GMO w Afryce szerzą mity i strach, ale nie przedstawiają żadnych naukowych dowodów   Abutu   2023-08-14
Mało znana strona ryjkowców   Tonhasca Júnior   2023-08-11
Dlaczego nie można być osobą transrasową?   Coyne   2023-08-10
Walka z malarią za pomocą inżynierii genetycznej   Novella   2023-08-08
Jak restrykcje Unii Europejskiej podsycały głosy przeciwko GMO, jak również głód na globalnym Południu, a zwłaszcza w Afryce   Oria   2023-08-02
Nieznośni mali pomocnicy   Tonhasca Junior   2023-07-29
Macedońskie skarby   Tonhasca Júnior   2023-07-26
GMO i motyle   Novella   2023-07-25
Narzucanie ideologii naturze: Kew Garden celebruje „rośliny queer”   Coyne   2023-07-24
Smak miesiąca   Tonhasca Júnior   2023-07-20
Kłopoty na wylocie   Szczęsny   2023-07-18
Ideologiczne podważanie biologii   i Luana S. Maroja   2023-07-17
Role mężczyzn i kobiet w polowaniu, raz jeszcze   Coyne   2023-07-15
David Hillis o specjacji   Coyne   2023-07-13
Niechętni dawcy i pracowici biorcy   Tonhasca Júnior   2023-07-08
Grube problemy z jelitem   Szczęsny   2023-07-07
Badaczka z Leakey Foundation twierdzi, że kości orangutanów mówią nam, że biologiczna płeć jest spektrum, a nie binarna   Coyne   2023-06-30
Przez dziurkę od klucza   Szczęsny   2023-06-24
Nowa (nie podparta żadnymi dowodami) hipoteza, która eliminuje role płciowe w społecznościach łowców-zbieraczy   Coyne   2023-06-22
Błędne wyobrażenia o ewolucji   Coyne   2023-06-16
Influencerzy z podziemia   Tonhasca Júnior   2023-06-13
Jak wyewoluowało ubarwienie ostrzegawcze?   Coyne   2023-06-12
„San Francisco Chronicle” bardzo myli się w sprawie biologicznej płci   Coyne   2023-06-09
Kolczasty problem   Tonhasca Júnior   2023-06-06
Wpaść w amok. Empiryczna analiza szaleńczych zabójstw pokazuje, że wyłaniają się dwa różne wzorce.   King   2023-06-03
Błędna krytyka genetycznych testów na pochodzenie   Coyne   2023-06-02
Zdatny do lotu   Tonhasca Júnior   2023-06-01
‘Raniąca’ idea merytorycznych podstaw nauki    i Jerry Coyne   2023-05-29
Główny problem w filogenezie zwierząt wydaje się być rozwiązany   Coyne   2023-05-26
Americana   Tonhasca Júnior   2023-05-24
Czy uprawa jabłek odzwierciedla bigoterię?   Coyne   2023-05-18
Kenia: Musimy zająć się brakiem bezpieczeństwa żywnościowego, ale najpierw musimy położyć kres dezinformacji na temat upraw modyfikowanych genetycznie   Oria   2023-05-16
Czytanie myśli z fMRI i AI   Novella   2023-05-05
Jest lepiej niż myślisz   Lomborg   2023-05-03
Dwudziestu dziewięciunaukowców publikuje artykuł w obronie merytorycznych podstaw w nauce     2023-05-01
Niewygodna historia   Ferguson   2023-04-28
Biologia rezygnacji z działania: kiedy kontynuować, a kiedy spasować   Coyne   2023-04-26
Porywacze ciał   Tonhasca Júnior   2023-04-25
Porażka jest kluczowym składnikiem innowacji   Ridley   2023-04-22
Używanie roślin jako biofrabryk   Novella   2023-04-14
Dawno zmarli przemawiają do nas   Tonhasca Júnior   2023-04-12
Wątpliwi pomocnicy    Tonhasca Júnior   2023-04-08
Uganda: aktywiści przeciwni biotechnologii szerzą dezinformację   Wetaya   2023-04-05
Anglia pozwala na uprawy poddane edycji genów   Novella   2023-04-03
Recenzja z książki  Can “The Whole World” Be Wrong?   Rose   2023-04-01
Psychologia ewolucyjna dla początkujących   Coyne   2023-03-27
“Konwergentna” ewolucja mrówek grzybiarek Starego i Nowego świata   Coyne   2023-03-23
Gigantyczna armia małych zabójców   Tonhasca Júnior   2023-03-22
Colin Wright broni binarności płci u zwierząt   Coyne   2023-03-15
AI: gorąca randka z “Sydneyem ”   Gotefridi   2023-03-15
Zmienić język w ekologii i biologii ewolucyjnej! Przykład anemii sierpowatej   Coyne   2023-03-13
Wzrost liczby nieobecnych ojców i towarzyszące temu społeczne problemy   Geary   2023-03-11
No pasarán    Tonhasca Júnior   2023-03-04
Dezinformacja o GMO: Kenijczykom będzie trudno podejmować racjonalne decyzje i to może kosztować życie   Mykonyo   2023-02-24
Twardy kwiat do zgryzienia    Tonhasca Júnior   2023-02-22
ChatGPT niemal zdaje lekarski egzamin końcowy   Novella   2023-02-21
“Rogi” trylobitów mogły być używane jako broń w walkach między samcami   Coyne   2023-02-15
Postmodernizm obnażony   Dawkins   2023-02-14
Powody naszych wierzeń. Jak i dlaczego irracjonalność trzyma nas w swoich szponach i jak możemy z tym walczyć?   Pinker   2023-02-13
Kiedy zapada noc i ziemia jest ciemna   Tonhasca Júnior   2023-02-10
W nowej książce jest słuszna krytyka idei, że są lepsze i gorsze gatunki, ale jest także błędne twierdzenie, że gatunki nie są realne   Coyne   2023-02-06
Kolczatki wydmuchują bąbelki śluzu z nosa, żeby się ochłodzić   Coyne   2023-02-02
Mali i zręczni influencerzy   Tonhasca Júnior   2023-01-31
Dowody na ewolucję: Bezwłose zwierzęta mają martwe geny na sierść   Coyne   2023-01-23
Krew, znój, łzy i pot   Tonhasca Júnior   2023-01-19
Bąkojady czyszczą nosorożce   Coyne   2023-01-18
Mózg używa geometrii hiperbolicznej   Novella   2023-01-16
O wspaniały nowy świecie   Tonhasca Júnior   2023-01-12
Ciepło zabija. Zimno zabija wielu więcej   Jacoby   2023-01-09
Po co badać przestrzeń kosmiczną?   Jacoby   2023-01-04

« 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