Prawda

Piątek, 29 marca 2024 - 22:19

« 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 1470 artykuły.

Tytuł   Autor   Opublikowany

„Grubogłowi przedsiębiorcy pogrzebowi w noc żywych trupów”   Júnior   2022-05-31
„Gryzoń skunksowy”, który żuje trujące rośliny i wypluwa truciznę na swoje futro   Coyne   2020-12-02
„Kryzys klimatyczny” to mistyfikacja   Williams   2023-09-25
„Najbardziej znany zabójca ludzi”: jakie są prawdziwe początki XIV-wiecznej Czarnej Śmierci?   Lewis   2023-09-15
„New Yorker” pisze o hoacynie, sugeruje, że koncepcja Darwina drzew ewolucyjnych może być urojeniem   Coyne   2022-07-25
„San Francisco Chronicle” bardzo myli się w sprawie biologicznej płci   Coyne   2023-06-09
„Zapylisz mnie!”: nachalni bohaterowie świata roślin   Júnior   2022-06-11
“Czarne tygrysy” w małym indyjskim rezerwacie sugerują losowy dryf genetyczny   Coyne   2021-10-26
“Daily Beast” wypacza epigenetykę oszukańczymi twierdzeniami, że dzieci mogą “odziedziczyć wspomnienia Holocaustu”   Coyne   2017-10-05
“Konwergentna” ewolucja mrówek grzybiarek Starego i Nowego świata   Coyne   2023-03-23
“Odwrócenie specjacji” (fuzja gatunków) u kruków   Coyne   2018-03-16
“Partenogenetyczny” rak rozmnaża się bez seksu: czy to jest nowy gatunek?   Coyne   2018-02-17
“Rogi” trylobitów mogły być używane jako broń w walkach między samcami   Coyne   2023-02-15
“Scientific American” poświęca się polityce, a nie nauce; odmawia publikowania krytycznych analiz swoich fałszywych lub wprowadzających w błąd twierdzeń   Coyne   2022-09-01
“Współczesny” Homo sapiens mógł być w Eurazji aż 210 tysięcy lat temu   Coyne   2019-07-17
‘Raniąca’ idea merytorycznych podstaw nauki    i Jerry Coyne   2023-05-29
 Syntetyczna biologia oferuje obietnicę rozwiązania globalnego problemu z plastikiem   Agaba   2021-12-13
10 twierdzeń działaczy walczących w Afryce z GMO o tym, dlaczego postępy w biotechnologii upraw powinny zostać odrzucone – i dlaczego są one błędne   Maina   2022-11-17
100 milionów lat ozdabiania się śmieciami   Yong   2016-07-05
12 podstawowych punktów biologii ewolucyjnej   Cobb   2016-03-02
Pseudonauka Masaru Emoto   Novella   2017-12-18
Czy „toksyczna kobiecość” jest główną przyczyną bojów o społeczną sprawiedliwość?   Coyne   2021-02-08
Paradoksalne cechy genetyki inteligencji   Ridley   2013-12-18
“New Scientist”: Darwin jednak miał rację    Coyne   2020-10-01
Intelektualna pustka numeru “New Scientist” o ewolucji: 1. Genetyczna plastyczność    Coyne   2020-10-03
Intelektualna pustka numeru “New Scientist” o ewolucji: 2. Rzekome nieistnienie gatunków   Coyne   2020-10-05
Klasyczna historia skorygowana: porosty to grzyby + glony + drożdże (inne grzyby)   Coyne   2016-08-05
Homo floresiensis, hominin “hobbit”, w Internecie   Coyne   2016-11-25
No pasarán    Tonhasca Júnior   2023-03-04
Strzelby, zarazki, maszyny to zdecydowanie antyrasistowska książka. Dlaczego lewica jej nie kocha?   Barnett   2021-10-13
„ Całujące się” koralowce złapane in flagranti   Yong   2016-07-28
”Sygnalizowanie cnoty” może nas irytować. Cywilizacja byłaby jednak bez niego niemożliwa    Miller   2019-09-13
A jednak chorują na raka    Łopatniuk   2016-02-13
Czyste okrucieństwo cięć w pomocy żywnościowej   Lomborg   2017-08-07
Dalszy spadek zgonów z powodu raka   Novella   2019-02-04
Dlaczego mamy alergie?   Zimmer   2016-01-28
Dlaczego sądy nie powinny rozstrzygać o nauce     2018-12-13
Dlaczego większość zasobównie wyczerpuje się   Ridley   2014-05-04
Dlaczego zwierzęta są urocze?   Coyne   2014-12-30
Dziennik z Mozambiku: Demony w kurzu   Naskręcki   2018-03-30
Dziwaczne, wysysające krew czerwie jurajskie   Cobb   2014-06-28
Ewolucja, ptaki i kwiaty   Coyne   2014-06-02
Gigantyczne “paleonory” wykopane przez wymarłe ssaki   Coyne   2017-06-29
Grupy anty-GMO przegrywają sprawę sądową w Nigerii    i Nkechi Isaak   2022-07-30
Jak karakara wygrywa z osami   Cobb   2013-12-29
Kiedy zapada noc i ziemia jest ciemna   Tonhasca Júnior   2023-02-10
Kilka lekcji z rosyjskiej rewolucji. Jak kuszący radykalny nihilizm prowadzi do ekstremizmu   Geifman   2021-03-22
Komisja Europejska ukrywa naukę o pszczołach   Ridley   2017-05-03
Malaria pachnąca cytryną    Zimmer   2015-04-07
Małpo ty moja   Koraszewski   2015-04-17
Metamorfozy    Júnior   2022-04-09
Minęło 40 lat od wydania „Samolubnego genu” – śmiała książka Richarda Dawkinsa ostała się próbie czasu   Ridley   2016-02-17
Niezwykły pasikonik szklany   Naskręcki   2014-05-27
Nowe badanie wskazuje na jednego oszusta   Coyne   2016-08-18
Nowy i dziwaczny rodzaj mimikry: nasiona rośliny naśladują kształt i zapach odchodów zwierzęcych, by ułatwić roznoszenie ich przez żuki gnojowe   Coyne   2015-10-20
O porażkach wolności i lęku przed nauką   Dennett   2016-05-20
O rzeczywistości rasy i odrazie do rasizmu    i Brian Boutwell   2017-09-04
Obniżenie poprzeczki dla tradycyjnej medycyny chińskiej dla ideologii i zysku     2017-12-29
Olbrzymie armie o niezliczonych umiejętnościach    Tonhasca Júnior   2024-02-08
Osobisty mikrobiom w cyfrach   Zimmer   2014-08-14
Ostrogony nie są naprawdę “żywymi skamieniałościami”    Coyne   2015-07-29
Palestyńska intersekcjonalność z nazistami   Frantzman   2017-07-08
Pochwała ignorancji, czyli wiem, że nie wiem   Cullen   2017-01-11
Przykre niespodzianki, czyli czerniak i siwizna   Łopatniuk   2015-08-01
Przypuszczalnie złamana kość    Coyne   2015-06-04
Rozum i Wiara IICzyli takie sobie rozmowy o religijnych „prawdach” i problemach z nimi związanych.   Ferus   2015-11-22
Ryba z biodrami   Mayer   2016-03-30
Siedem narzędzi myślenia   Dennett   2014-11-19
Skrzydlaci oszuści i straż obywatelska   Young   2014-01-02
Tako rzecze antyszczepionkowa “wojowniczka mama”, Brittney Kara: jeśli szczepionki są tak wspaniałe, to dlaczego nie wspomina ich Biblia?     2018-04-26
Twardy kwiat do zgryzienia    Tonhasca Júnior   2023-02-22
Wielkoskrzydłe   Naskręcki   2014-04-02
Wierzący nagradzani za życia   Coyne   2014-12-21
Wpaść w amok. Empiryczna analiza szaleńczych zabójstw pokazuje, że wyłaniają się dwa różne wzorce.   King   2023-06-03
Wątpliwi pomocnicy    Tonhasca Júnior   2023-04-08
Świetna ewolucyjna innowacjaktóra okazała się zgubna   Yong   2015-12-10
Dlaczego odmawiamy dostrzegania jaśniejszej strony, choć powinniśmy   Pinker   2018-04-17
Krew, znój, łzy i pot   Tonhasca Júnior   2023-01-19
Mądrość w pułapce autorytetu   Witkowski   2020-04-18
Po prostu nie mogę się doczekać, aby znów wyruszyć w trasę   Tonhasca Júnior   2022-10-27
Pochwała jednoznaczności   Witkowski   2019-10-29
Z perspektywy naszego kurnika   Witkowski   2020-01-16
A co to takie włochate?   Łopatniuk   2016-04-02
A genomy ciągle kurczą się…   Zimmer   2016-11-22
A teraz dobre wiadomości: Sprawy naprawdę idą w dobrym kierunku   Pinker   2015-11-24
A polać wielką wodą…   Cipiur   2019-05-18
A.N. Wilson znowu kopie Darwina, tym razem w “Times”   Coyne   2017-09-07
Adam i Ewa: dwoje, czy więcej niż dwoje przodków?   Coyne   2017-01-07
Afrykańscy naukowcy wzywają do polityki poparcia biologii syntetycznej i innych innowacji   Agaba   2021-12-02
Agroekologia zmienia biednych farmerów w biedniejszych   Muhumuza   2022-06-09
AI – asystent lekarza   Novella   2020-12-09
AI: gorąca randka z “Sydneyem ”   Gotefridi   2023-03-15
Akademicki skandal: troje badaczy umyślnie publikowało fałszywe artykuły o „badaniach żałości”, by pokazać fatalne standardy akademickie w naukach społecznych   Coyne   2018-10-12
Akcja afirmatywna w wieloetnicznym narodzie   Hyams   2020-07-17
Aktywacja telomerazy mogłaby prowadzić do leczenia samej starości   Ridley   2015-10-27
Aktywiści anty-GMO w Afryce szerzą mity i strach, ale nie przedstawiają żadnych naukowych dowodów   Abutu   2023-08-14
Aktywność umysłowa nie zapobiega osłabieniu umysłowej sprawności   Novella   2018-12-15
Akupunktura jadu pszczelego: śmiercionośne znachorstwo, które może zabić     2018-04-23
Akupunktura kontra nauka, wersja lingwistyczna     2017-06-01
Akupunktura kwantowa   Novella   2019-04-23

« 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