Prawda

Piątek, 3 lipca 2020 - 19:26

« 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 1121 artykuły.

Tytuł   Autor   Opublikowany

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
Szczepionka na koronawirusa nie przybędzie szybko   Ridley   2020-03-25
Niebawem dowiemy się jak solidna jest nasza cywilizacja   Ridley   2020-03-23
Żywotność wirusa Covid-19 na różnych powierzchniach (rada: używaj rękawiczek, kiedy odbierasz paczki i nie otwieraj ich przez 24 godziny)   Coyne   2020-03-21
Dzień był krótszy 70 milionów lat temu   Novella   2020-03-20
Jak często powstają ptasie hybrydy?   Coyne   2020-03-18
Mózgi noworodków   Novella   2020-03-16
Twierdzenie o białku i DNA dinozaurów   Novella   2020-03-10
Porażka jest stałym elementem pracy naukowca   Konrad Bocian   2020-03-07
Jak myśleć o naszych problemach   Tupy   2020-03-03
Dlaczego tak wiele nowych wirusów pochodzi od nietoperzy?   Ridley   2020-02-29
Odkrycie antybiotyku przez AI   Novella   2020-02-27
Wizyta w Andach u łysek rogatych   Lyon   2020-02-26
Zioła nie pomagają na utratę wagi   Novella   2020-02-25
Dawkins pisze tweeta   Coyne   2020-02-24
W obronie binarności płci u ludzi   Coyne   2020-02-21
Nie palmy pieniędzy na ołtarzu zielonej manii   Lomborg   2020-02-20
Więcej dowodów ewolucji: końskie zarodki zaczynają tworzyć pięć palców, a cztery zawiązki znikają   Coyne   2020-02-18
Homeopatyczny rentgen   Novella   2020-02-14
Różnice płci w wyborze zabawek: chłopcy bawią się chłopięcymi zabawkami, dziewczynki dziewczęcymi zabawkami   Coyne   2020-02-13
Śmiertelność z powodu raka nadal spada wbrew twierdzeniom szarlatanów     2020-02-11
Odkrycie w immunologii, a leczenie nowotworów   Novella   2020-02-10
Ponowne psucie nauki przez ideologię: ”Slate” wypacza biologię ewolucyjną, by wyglądała na kapitalistyczną i antysocjalistyczną   Coyne   2020-02-07
Flamingi z braku łysek rogatych   Lyon   2020-02-06
Moja ostatnia praca badawcza. Część 3: Znaczenie   Coyne   2020-02-04
Moja ostatnia praca badawcza. Część 2: Wyniki   Coyne   2020-02-03
Moja ostatnia praca badawcza: Część 1: Cele i metody   Coyne   2020-02-01
Ewolucyjne wyjaśnienie nienaukowych przekonań   Bretl   2020-01-31
Zdumiewająca mimikra   Coyne   2020-01-27
Reality check: Pęd do szybkiej „zerowej” emisji to gwarancja przegranej   Lomborg   2020-01-27
Sfuszerowany artykuł o biologii w „Washington Post”   Coyne   2020-01-24
Punkty dla Ameryki w konflikcie między Iranem i USA   Destexhe   2020-01-24
Zbliżanie się do rozumienia pamięci   Novella   2020-01-22
Z perspektywy naszego kurnika   Witkowski   2020-01-16
Fałszywa pokora nie uratuje planety   Boudry   2020-01-09
Złoty ryż zatwierdzony na Filipinach   Novella   2020-01-07
Cudowna animacja DNA i komórek   Coyne   2020-01-06
Dychotomiczne myślenie, niepewność i zaprzeczanie nauce     2020-01-01
Mieliśmy najlepszą dekadę w historii. Naprawdę   Ridley   2019-12-31
Kreacjonista opowiada się za ”argumentem z niedowierzania”   Coyne   2019-12-26
Biologia męskiej agresji i dlaczego nie jest to tylko „socjalizacja”   Coyne   2019-12-24
Wydajność, wyzysk, wybory   Koraszewski   2019-12-23
Społecznościowe finansowanie szarlatanerii   Novella   2019-12-20
Wykład Dawkinsa o czerpaniu odwagi z darwinizmu   Coyne   2019-12-18
Uprawy GM, takie jak Złoty Ryż, uratują życie setek tysięcy dzieci   Ridey   2019-12-13
Darwin, lisy i inne ssaki na Falklandach   Mayer   2019-12-11
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

« Poprzednia strona  Następna strona »
Polecane
artykuły

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



Kobiety ofiarami



Prometeusz



modyfikowana pszenica


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