Prawda

Wtorek, 10 grudnia 2019 - 07:51

« Poprzedni Następny »


Powiadom znajomych o tym artykule:
Do:
Od:

Jak poruszasz nogą, która kiedyś była płetwą?


Ed Yong 2014-01-16


Kiedyś, między 360 a 390 milionów lat temu, grupa ryb ruszyła do życia na lądzie. Po drodze ich płetwy stopniowo zamieniły się w podtrzymujące ciężar kończyny z wyraźnymi stawami łokci i przegubów. Płetwy stały się nogami. Pływacy stali się biegaczami.

Niektóre aspekty tego przejścia ewolucyjnego są obecnie jasne. Dzięki wielu pięknym skamielinom wiemy jak ewoluowały kości tych pionierskich ryb w te, których używam właśnie do stukania w klawiaturę.

Zaczęliśmy nawet odkrywać zmiany genetyczne, które brały udział w tej całkowitej przemianie.


Nadal jednak są tam tajemnice. Jak, na przykład, właściciele pierwszych nóg kontrolowali swoje kończyny?


Wyciągnij rękę i zegnij ją w łokciu. Dzieje się tu kilka rzeczy: twój mięsień dwugłowy kurczy się, ale mięsień trójgłowy odpręża. Dzieje się tak z powodu modułów w kręgosłupie – grup neuronów, które koordynują dużą liczbę ruchów, które wykonujemy równocześnie. „Moduł może poruszyć całe ramię zamiast tylko pary mięśni lub koordynować mięśnie w ramieniu i tułowiu” - wyjaśnia Martha Bagnall z Northwestern University.


Te ustalone z góry programy upraszczają zadanie kontrolowania naszych kończyn. Są jak .exe files, które potrafią rozpocząć skomplikowane programy komputerowe przy szybkim podwójnym kliknięciu.


Ryby wydają się nie mieć żadnych oczywistych odpowiedników tych modułów. Zamiast tego mają dużo prostsze obwody neuronowe, które osobno kontrolują lewą i prawą połowę ich ciała. Te obwody odpalają naprzemiennie, a więc mięśnie po jednej stronie ryby kurczą się, podczas gdy te po drugiej stronie odprężają. Powoduje to, że ich ciała falują wzdłuż, przepychając je przez wodę.


Jak przechodzi się od prostego ustawienia lewo-prawo do skomplikowanych modułów, które kontrolują twoje kończyny? „Tego właściwie nie wiemy – mówi Bagnall. – Są analizy, ale to jest mniej lub bardziej bezradne rozkładanie rąk”.


Razem z kolegą, Davidem McLeanem, odkryła ważną wskazówkę i to taką, która jest sprzeczna z podręcznikowym poglądem na pływanie ryb.


Zaczęła od notowania sygnałów, które przychodzą do neuronów ruchowych mięśni ryby o nazwie danio pręgowany i mówią im, by odpaliły. Jeśli podręcznikowy pogląd na pływanie ryby jest poprawny, należałoby oczekiwać, że te sygnały dotrą równocześnie do obu stron płynącego zwierzęcia, aby mięśnie mogły się kurczyć jak zsynchronizowany zespół.


Nie to się jednak zdarzyło. Zamiast tego Bagnall odkryła maleńkie różnice w czasie, w jakim sygnały docierały do górnej i dolnej połowy mięśni ryby – tylko kilka milisekund, niemniej były to różnice.


Na przykład, neurony ruchowe górnej-prawej części ryby otrzymują zsynchronizowany sygnał, jak również te z jej dolnej-prawej części… ale te ćwiartki nie są zsynchronizowane wzajem ze sobą. Co więcej, Bagnall i McLean odkryli, że mięśnie dostają sygnały od różnych zespołów neuronów. Są tam cztery obwody zamiast dwóch.


Przy normalnym pływaniu górne i dolne obwody są niemal nieodróżnialne, ale przydają się, kiedy ryba ma się przewracać. Jeśli danio leży na prawym boku, wysyła silniejsze sygnały do neuronów ruchowych kontrolujących jego ćwiartki dolną-lewą i górną-prawą. Wynikające z tego kurczenie mięśni pomaga rybie przewrócić się.


“Sądzimy, że jest to dobry przykład modularnej organizacji rdzenia kręgowego – mówi Bagnall. – Kontrolują one te cztery ćwiartki mniej lub bardziej odrębnie i to upraszcza ich zadanie powodowania przewracania się i wyprostowywania”.


Sugeruje ona, że te proste moduły mogły być szablonami dla bardziej skomplikowanych, takich, które kontrolują nasze kończyny. Górne obwody mogły wyewoluować do kontrolowania mięśni prostujących, takich jak nasz mięsień trójgłowy, podczas gdy dolne wyewoluowały do kontrolowania zginaczy, takich jak nasze mięśnie dwugłowe. „Na tym etapie jest to tylko hipoteza – mówi Bagnall. – Ponieważ jednak jak dotąd nie było żadnej przekonującej hipotezy, jesteśmy tym dość podnieceni”.   


“To jest dobra opowieść i pięknie wyłożona” – mówi Ole Kiehn z Karolinska Institutet, który bada jak neurony produkują ruchy. Zespół musi rozpracować kilka detali, na przykład, jak oddzielne moduły górny i dolny są skoordynowane w rybie, ale ich odkrycie jest samo w sobie ciekawe i ich hipoteza jest solidna.


Martyn Goulding
z Salk Institute, który bada obwody w rdzeniu kręgowym, jest ostrożniejszy. „Biorąc pod uwagę wybitną rolę, jaką poruszanie kończynami odegrało w przejściu kręgowców do środowiska lądowego, sprawa jest niesłychanie interesująca – mówi. – Nie jestem jednak pewien, jak modularna organizacja, którą widzą w odniesieniu do kontroli mięśni osiowych, może łatwo przełożyć się na system kontroli zginaczy i mięśni prostujących”.


Na przykład, mówi on, że mięśnie kończyn pochodzą z innej grupy komórek embrionalnych niż mięśnie tułowia i pleców. Istnieje powierzchowna paralela między górną a dolną połową mięśni tułowia, a mięśniami górnymi (prostownik) i dolnymi (zginacz) w płetwie i w kończynie, ale mogą one nie przekładać się dokładnie.


Bagnall zgadza się, że potrzeba dużo więcej pracy, żeby sprawdzić jej hipotezę. Próbuje teraz sprawdzić, czy neurony kontrolujące górną i dolną połowę u danio polegają na różnych zestawach genów. Jeśli tak, sprawdzi zginacze i prostowniki u zwierząt z kończynami, żeby zobaczyć, czy mają ten sam podpis genetyczny.


Źródło:
Bagnall & McLean. 2013.Modular Organization of AxialMicrocircuits in Zebrafish. Science http://dx.doi.org/10.1126/science.1245629


How do you move a leg that was once a fin

Not Exactly Rocket Science, 9 stycznia 2013

Tłumaczenie M.K.

_______

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

 

W komentarzach na stronie Eda Yonga jeden z czytelników natychmiast podrzucił wideo z chodzącym rekinem.



Skomentuj     Wyślij artykuł do znajomego:     Wydrukuj






Nauka

Znalezionych 1039 artykuły.

Tytuł   Autor   Opublikowany

Wirtualna edukacja   Novella   2019-12-03
Teoria klasy próżniaczej Thorsteina Veblena – uaktualnienie statusu   Henderson   2019-12-02
Punkt szczytowy inteligencji   Novella   2019-11-30
Likwidowanie przeziębienia miedzią   Novella   2019-11-27
Dlaczego wyjaśnianie problemów przez biały przywilej jest niesłuszne   Rob Henderson   2019-11-25
LiveScience zachwala panpsychizm jako rozwiązanie trudnego problemu świadomości   Coyne   2019-11-22
Jak walczyć z firehosing   Novella   2019-11-19
Odwołajcie antyszczepionkową konferencję w Tel Awiwie   Blum   2019-11-15
Ewolucja dwunożności   Novella   2019-11-14
Granice „przeskoczenia” progu opłacalności   Lomborg   2019-11-13
Dlaczego nie żyjemy w epoce post-prawdy   Pinker   2019-11-11
Śledząc pochodzenie człowieka   Novella   2019-11-09
Skamieniałe trylobity idące gęsiego. Ale dlaczego to zrobiły?   Coyne   2019-11-06
Saga o złotym ryżu   Novella   2019-11-04
Kolejne badanie rolnictwa organicznego   Novella   2019-11-02
Fabrizio Benedetti pyta: “Czy badania placebo wzmacniają pseudonaukę?”     2019-11-01
Nathaniel Comfort raz jeszcze: nauka nie czyni postępów (czy może robi to?)   Coyne   2019-10-31
Pochwała jednoznaczności   Witkowski   2019-10-29
Stare i nowe  troski o bezpieczeństwo żywnościowe   Ongu   2019-10-28
Powrót Adama i Ewy jako rzeczywistych ludzi, jak proponuje kolejna pseudonaukowa teoria   Coyne   2019-10-25
Pradawne przechowywanie żywności   Novella   2019-10-24
Artykuł w naukowym piśmie ”Nature” dyskredytuje naukę i „scjentyzm”, kwestionuje wartości Oświecenia   Coyne   2019-10-22
Błogosławieni ci, którzy wycofują   Jacoby   2019-10-19
Pro-life czyli czarodziej z Krotoszyna   Koraszewski   2019-10-18
Biologia rozwoju ujawnia ewolucyjną historię   Novella   2019-10-15
Niebezpieczne życie antropologa   Blackwell   2019-10-12
Swędzikami jesień się zaczyna   Łopatniuk   2019-10-11
Jak wieloryb stracił swoje geny   Coyne   2019-10-10
Używanie sztucznej inteligencji do diagnozy   Novella   2019-10-08
Niespodzianka! Koty są tak samo przywiązane do swojego personelu jak psy i niemowlęta   Coyne   2019-10-05
Oburzenie, stronniczość i niestabilność prawdy   Novella   2019-10-04
O zmianie klimatu: ludzkość nie jest „nikczemna”   Lomborg   2019-10-03
Postmodernizm wyjaśniony i krytykowany   Coyne   2019-09-30
Uzdrawianie kryształami   Novella   2019-09-26
Kolejna rewolucja w rolnictwie   Novella   2019-09-24
Opory przeciwko szczelinowaniu są oparte na ideologii, a nie na nauce   Jacoby   2019-09-23
St Paul Island część 5   Lyon   2019-09-21
Co to jest czerwona rtęć?   Novella   2019-09-20
Jaka sztuka siedzi w naszych genach i czy to aby nie kicz?   Koraszewski   2019-09-19
Fałszywe wspomnienia i Fake News   Novella   2019-09-18
Kolejna próba odrzucenia teorii Darwina   Coyne   2019-09-17
Choroba zielonych mięśni   Łopatniuk   2019-09-14
”Sygnalizowanie cnoty” może nas irytować. Cywilizacja byłaby jednak bez niego niemożliwa    Miller   2019-09-13
Foka Weddela wygryza w lodzie otwory do oddychania   Coyne   2019-09-12
DNA i Loch Ness   Novella   2019-09-11
Nowa i ważna czaszka hominina z Etiopii   Coyne   2019-09-10
St Paul Island, Część 4   Lyon   2019-09-06
Biały jak śnieg, żółciutki jak kaczuszka   Łopatniuk   2019-09-04
Pingwiny geje? Nie tak szybko   Coyne   2019-09-03
Czego może nas nauczyć była zwolenniczka antyszczepionkowców, Kelley Watson-Snyder     2019-08-30
Bezzbożowa karma dla psa   Novella   2019-08-29
Odrażające życie płciowe pingwinów białookich   Coyne   2019-08-28
Badanie akupunktury jako terapii na dławicę piersiową   Novella   2019-08-23
Pradawna gigantyczna papuga z Nowej Zelandii: metr wysokości i waga 7 kilogramów!   Coyne   2019-08-22
Alaska — nurniczki i obopólny dobór płciowy   Lyon   2019-08-20
Zła nauka promuje organiczne jabłka   Novella   2019-08-19
Gąsienica zmienia kolor, żeby dopasować się do podłoża nie używając oczu: potrafi widzieć skórą!   Coyne   2019-08-16
Pseudonaukowa histeria to nie jest dobra odpowiedź na klimatyczne wyzwania   Lomborg   2019-08-14
GMO i model deficytu wiedzy   Novella   2019-08-12
Po raz pierwszy użyto edytowania genów CRISPR do leczenia zaburzenia genetycznego – anemii sierpowatej   Coyne   2019-08-08
Maskonury z wyspy St. Paul na Alasce   Lyon   2019-08-07
Zbieg okoliczności czy prawo wielkich liczb?   Novella   2019-08-06
I pijcie łzy moje, czyste rzęsiste   Łopatniuk   2019-08-03
Kształtowanie opinii o nauce i medycynie   Novella   2019-08-02
Nowe badanie dotyczące zwrotu zgubionych portfeli: ludzie na świecie są uczciwsi niż myślisz, ale czytelnik wyliczył, że uczciwość jest większa w mniej religijnych krajach   Coyne   2019-08-01
Praktykowanie medycyny bez uprawnień nie jest wolnością słowa   Novella   2019-07-31
Radujcie się, Ziemia staje się zieleńsza   Ridley   2019-07-30
Spiski wokół ptaków   Novella   2019-07-29
Matt Meselson opisuje swój najsłynniejszy eksperyment (z Frankiem Stahlem)   Coyne   2019-07-26
Niemający rozeznania filozof twierdzi, że gatunki nie istnieją   Coyne   2019-07-23
Więcej złych wiadomości dla dilerów witamin   Novella   2019-07-22
Starożytny ptak z nadzwyczaj długim palcem   Coyne   2019-07-19
YouTube i szarlataneria leczenia raka dietą   Novella   2019-07-18
“Współczesny” Homo sapiens mógł być w Eurazji aż 210 tysięcy lat temu   Coyne   2019-07-17
Hodowanie mini-mózgów z komórek macierzystych   Novella   2019-07-15
Szczepionka HPV działa. Koniec kropka     2019-07-13
Efekt przechodnia   Novella   2019-07-11
Prątkiem w raka, czyli co ma gruźlica do raka pęcherza   Łopatniuk   2019-07-06
Opowieści o nauce zastępują fikcję w Teatrze Narodowym Ugandy   Ongu   2019-07-05
Pleśń w przestrzeni kosmicznej   Novella   2019-07-03
Pterozaury: Czy umiały latać od razu po wykluciu się?   Coyne   2019-07-02
Ludziom rosną rogi? – Złe informowanie o nauce   Novella   2019-07-01
Przemysł ”wellness”   Novella   2019-06-28
Nazywanie zmiany klimatu ”katastrofalną” utrudnia znalezienie realnych odpowiedzi   Lomborg   2019-06-26
Olbrzymie straszyki mają zostać ponownie wprowadzone na wyspę Lord Howe   Coyne   2019-06-25
Amonit (i masa innych stworzeń) znaleziona w birmańskim bursztynie   Coyne   2019-06-21
Ślubowanie o zniesieniu grzechu   Ridley   2019-06-20
Nowe informacje o dzieciach CRISPR   Novella   2019-06-17
Słonie mają fantastyczny węch (lepszy niż psy): są jedynymi zwierzętami, które potrafią rozróżnić inne ilości pokarmu tylko po zapachu   Coyne   2019-06-14
Indyjscy farmerzy wysiali ziarna GMO w proteście obywatelskiego nieposłuszeństwa     2019-06-13
Chcąc zadowolić antyaborcjonistów administracja Trumpa tnie finansowanie badań medycznych przy użyciu tkanki płodowej   Coyne   2019-06-11
Triumf Mao: Światowa Organizacja Zdrowia oficjalnie akceptuje szarlatanerię tradycyjnej chińskiej medycyny     2019-06-04
Ale jak to bezbarwnikowy?   Łopatniuk   2019-06-01
Na zdrowie: izraelscy naukowcy warzą piwo na ”wskrzeszonych” drożdżach sprzed 5000 lat     2019-05-31
Skąd wiemy to, co wiemy?   Novella   2019-05-28
Samice bonobo (ale nie samice szympansów) pomagają swoim synom w zdobywaniu partnerek   Coyne   2019-05-25
Dlaczego ludzie sprzeciwiają się technologiom, które zmniejszają szkody?   Ridley   2019-05-24
Nowa praca o nielotnych chruścielach rażąco przesadzona i wypaczona w popularnych mediach   Coyne   2019-05-22
Trenowanie sztucznej inteligencji, żeby widziała jak człowiek   Novella   2019-05-21
A polać wielką wodą…   Cipiur   2019-05-18

« Poprzednia strona  Następna strona »
Polecane
artykuły

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



Kobiety ofiarami



Prometeusz



modyfikowana pszenica



Arabowie



Roboty będą uprawiać ziemię



Sumienie, czyli moralność bez smyczy



Skomplikowana ewolucja



Argument neuroróżnorodności



Nowe badanie pamięci długotrwałej


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