Prawda

Środa, 10 sierpnia 2022 - 04:48

« 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 1326 artykuły.

Tytuł   Autor   Opublikowany

Kot Mehitabel pisze w “Science”   Coyne   2022-08-09
Nauka o wolności: rozmowa z Anną Kryłow   i Anna Kryłow   2022-08-06
Pierwsze dowody kopalne na opiekę nad lęgiem i niezwykły przypadek asymetrii kierunkowej   Coyne   2022-08-05
Badania dowodzą, że fakty nie mają znaczenia: jak propaganda wykorzystuje i normalizuje antysemityzm     2022-08-03
Horyzontalny transfer genów u owadów: jest rozpowszechniony, ale co to znaczy?   Coyne   2022-08-02
Dokonane w Afryce badanie genomu fasolnika egipskiego oznacza krok naprzód w dywersyfikacji światowego zaopatrzenia w żywność   Karavolias   2022-08-01
Grupy anty-GMO przegrywają sprawę sądową w Nigerii    i Nkechi Isaak   2022-07-30
Raz jeszcze: czy rasy są tylko społecznym konstruktem bez naukowego lub biologicznego znaczenia?   Coyne   2022-07-28
„New Yorker” pisze o hoacynie, sugeruje, że koncepcja Darwina drzew ewolucyjnych może być urojeniem   Coyne   2022-07-25
Nazistowscy lekarze i dzisiejsi antysemici: redefinicja etyki, żeby usprawiedliwić prześladowania Żydów     2022-07-18
Carl Sagan i wolność wątpienia   Jacoby   2022-07-18
Jak Darwin spowodował globalne ocieplenie swoją teorią doboru płciowego   Coyne   2022-07-16
Dieta mieszana misiów i innych   Júnior   2022-07-14
Londyńskie Natural History Museum popełnia błąd naturalistyczny - wielokrotnie   Coyne   2022-07-11
Nigeria gotowa na spełnienie oczekiwań rolników     2022-07-08
Szczepionki przeciwko grypie związane ze zmniejszonym ryzykiem choroby Alzheimera   Novella   2022-07-07
Nowoczesność Darwina: w O powstawaniu jest antycypacja neutralnej teorii i przerywanej równowagi   Coyne   2022-07-06
Pinker: “Wojna o ewolucję jest także wojną kulturową”   Coyne   2022-07-05
Raz jeszcze: błędny artykuł o tym, dlaczego teoria ewolucji jest przestarzała   Coyne   2022-07-04
Niech Moc będzie z pszczołą   Júnior   2022-06-28
Dramatyczny wzrost cen paliw kopalnych jest bolesny, ale daje niewielkie korzyści w walce z globalnym ociepleniem   Lomborg   2022-06-25
Efekt grupy – paskudny błąd poznawczy   Novella   2022-06-22
Nasiona z edytowanymi genomami będą miały przystępną cenę   Maina   2022-06-15
„Zapylisz mnie!”: nachalni bohaterowie świata roślin   Júnior   2022-06-11
Agroekologia zmienia biednych farmerów w biedniejszych   Muhumuza   2022-06-09
Kartofel z Matką Boską w jednej klapie i Karolem Marksem w drugiej   Koraszewski   2022-06-06
Jak nasze wspomnienia są powiązane   Novella   2022-06-04
Wielka Brytania dąży do zezwolenia na edytowanie genów   Novella   2022-06-02
„Grubogłowi przedsiębiorcy pogrzebowi w noc żywych trupów”   Júnior   2022-05-31
Coraz mniejsza część głównych plonów roślin jadalnych na świecie idzie na wyżywienie głodnych, a coraz więcej wykorzystuje się do celów niespożywczych     2022-05-28
Naukowiec z Ghany: “Afryka potrzebuje GMO bardziej niż reszta świata”   Gakpo   2022-05-26
GMO i edytowanie genów: jaka jest różnica?   Karavolias   2022-05-23
Toksyczny nektar, czyli ostrożnie z tureckim miodem   Júnior   2022-05-20
Kolejna nieudana i podyktowana ideologią próba wykazania, że płeć u ludzi nie jest binarna   Coyne   2022-05-18
Brian Charlesworth o błędach nowego artykułu rzekomo pokazującego, że fundamentalne założenie ewolucji neodarwinowskiej jest błędne   Coyne   2022-05-16
Trutnie i inni fruwający panowie   Junior   2022-05-13
Wygnanie z uniwersyteckiego świata – dwa lata później   Winegard   2022-05-10
Życie kwitnące po śmierci   Junior   2022-05-05
Organiczne środki owadobójcze są szkodliwe dla pożytecznych owadów     2022-04-30
Oxitec rozszerza próby z komarami GMO, by zredukować szerzenie się malarii   Conrow   2022-04-28
Słowa w wosku zapisane   Tonhasca Junior   2022-04-26
Rodzice, szkoła, państwo: kultura niskich oczekiwań   Koraszewski   2022-04-25
Nowoczesne ulepszanie roślin uprawnych przyjmuje historyczne podejście   Karavolias   2022-04-20
Pierwsza spożywcza roślina GMO w Ghanie   Baffour-Awuah   2022-04-16
Indie zwalniają edytowanie genów z wymaganej dla GMO oceny bezpieczeństwa   Paranjape   2022-04-11
Metamorfozy    Júnior   2022-04-09
Rolnicy nie mogą uprawiać tego, na co ich nie stać   Ongu   2022-04-07
Rośliny zmodyfikowane: odkłamać opinię o GMO   Conrow   2022-04-07
Odmowa szczelinowania jest szaleństwem   Ridley   2022-04-02
Jak wirusy chorób układu oddechowego ewoluują, by stać się łagodniejsze   Ridley   2022-03-22
Czy globalne ocieplenie może być dla nas dobre?   Ridley   2022-03-03
Południowa Afryka powinna przemyśleć regulacje dotyczące genetycznie modyfikowanych roślin   i Priyen Pillay   2022-03-01
Dlaczego środowiskowcy stanowią większą przeszkodę dla skutecznej polityki klimatycznej niż negacjoniści?   Boudry   2022-02-21
O figach i osach   Júnior   2022-02-18
Pień liczący 40 tysięcy lat przekazany Maorysom zamiast nauce   Coyne   2022-02-14
Propaganda anty-GMO obraża drobnych farmerów w Afryce i w Azji   Gakpo   2022-02-08
Jak “tubylcza medycyna” różni się od medycyny   Coyne   2022-02-07
Biotechnologia podnosi plony wysokobiałkowego afrykańskiego pochrzynu   Wetaya   2022-02-04
Spadanie w przepaść   Turski   2022-01-27
Czy koniki morskie coś nam mówią o LGBT? Błąd naturalistyczny popełniony przez Sussex Wildlife Trust   Coyne   2022-01-25
Ojczyznę wolną (od GMO) zachowują pany   Koraszewski   2022-01-22
Namawianie roślin, żeby podjęły ryzyko   Karavolias   2022-01-20
Czy uczenie się metodą prób i błędów jest „nauką”?   Coyne   2022-01-14
Czy gaz i energia jądrowa są “zielone”   Novella   2022-01-12
Ptasia grypa w czasach ludzkiej zarazy   Collins   2022-01-11
Rasa jest kontinuum. Płeć jest cholernie binarna   Dawkins   2022-01-10
Komiczne krzyki o klimatycznej Apokalipsie –— 50 lat nieuzasadnionego siania paniki   Lomborg   2022-01-06
Gnidy, o których PIS ci nie powie   Koraszewski   2022-01-05
Niebezpieczeństwo upolitycznienia nauki   Krylov   2022-01-01
Specjalne przesłanie do muzułmanów na całym świecie   Pandavar   2021-12-28
Nowe badania pokazują, że kraje rozwijające się płacą wysoką cenę za ograniczanie upraw roślin GMO   Maina   2021-12-25
Jajo, które wywołało sensację   Koraszewski   2021-12-24
Pięć powodów zakończenia debaty o GMO   Evanea   2021-12-16
Richard Dawkins pisze do “przyjaciół nauki i rozumu” w Nowej Zelandii   Coyne   2021-12-14
 Syntetyczna biologia oferuje obietnicę rozwiązania globalnego problemu z plastikiem   Agaba   2021-12-13
Nigeria wzywa Afrykę, by szła w jej ślady w sprawie GM wspięgi wężowatej   Opoku Gakpo   2021-12-09
Małe nietoperze idą do przedszkola   Koraszewski   2021-12-06
Afrykańscy naukowcy wzywają do polityki poparcia biologii syntetycznej i innych innowacji   Agaba   2021-12-02
Uprawy GMO zredukowały zatrucia farmerów pestycydami   Maina   2021-11-27
Czy genetyka może pomóc wyeliminować nierówność?   Coyne   2021-11-26
Matematyka i prawdziwa historia katastrofy klimatycznej   Lomborg   2021-11-24
Nigeria daje zielone światło kukurydzy GMO   Conrow   2021-11-22
Ugandyjscy studenci nalegają na powszechne stosowanie biotechnologii i uchwalenie prawa o biobezpieczeństwie   Agaba   2021-11-17
Organiczny eksperyment Sri Lanki   Novella   2021-11-16
Ruanda skwapliwie przyjmuje biotechnologię poprzez ekspansję OFAB   Meeme   2021-11-12
Sprzeciw wobec anulowania Huxleya   Coyne   2021-11-05
Farmerka z Kenii zbiera obfity plon z bawełny GM   Meeme   2021-11-04
Czarni uczeni i nauka o rasizmie   Koraszewski   2021-11-03
Kłusownictwo narzuca na słonie dobór w kierunku ewolucji słoni bez ciosów   Coyne   2021-11-01
Marnujemy naszą wielką szansę na edytowanie genów   Ridely   2021-10-29
“Czarne tygrysy” w małym indyjskim rezerwacie sugerują losowy dryf genetyczny   Coyne   2021-10-26
Wytwarzanie białek w roślinach przez rolnictwo molekularne   Novella   2021-10-20
Strzelby, zarazki, maszyny to zdecydowanie antyrasistowska książka. Dlaczego lewica jej nie kocha?   Barnett   2021-10-13
Nigeryjscy farmerzy nie mogą się doczekać wystarczających ilości GM nasion wspięgi wężowatej   Gakpo   2021-10-12
Dobór płciowy versus dobór naturalny: na przykładzie chrząszczy   Coyne   2021-10-08
Edytowanie genów kluczem do ulepszenia podstawowych upraw w Afryce   Abugu   2021-10-01
Bakłażan GMO jest udokumentowaną wygraną ubogich farmerów   Conrow   2021-09-23
O Jezu, wskrzeszają mamuta!   Koraszewski   2021-09-17
Wszystkie antyizraelskie wiadomości zasługują na publikację   Bard   2021-09-04
Tożsamość etniczna i rasa   Coyne   2021-08-30

« Poprzednia strona  Następna strona »
Polecane
artykuły

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



 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,


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