Prawda

Piątek, 29 marca 2024 - 08:02

« Poprzedni Następny »


Dowody na ewolucję: Bezwłose zwierzęta mają martwe geny na sierść


Jerry A. Coyne 2023-01-23


Jednym z najbardziej wymownych dowodów na ewolucję, jakie przedstawiam, jest istnienie martwych (niefunkcjonalnych lub „szczątkowych”) genów znalezionych w DNA żywych gatunków. Pisałem o tym w mojej książce Ewolucja jest faktem. Na przykład ssaki takie jak my posiadają trzy martwe geny odpowiedzialne za wytwarzanie żółtka jaja. Ewolucja uczyniła je niefunkcjonalnymi, ponieważ embriony ssaków są odżywiane przez łożysko, ale nadal są obecne w genomie, bezużyteczne z powodu mutacji.

Genomy prawie wszystkich znanych nam zwierząt są cmentarzyskiem martwych genów. Stanowią one, podobnie jak nasze geny żółtka, niezbity dowód na ewolucję. Nadal tam są, ponieważ odziedziczyliśmy je po wspólnym przodku, ale ewolucja zwykle dezaktywuje niepotrzebne geny nie przez wycinanie ich z genomu, ale przez umożliwienie mutacjom „inaktywację”, likwidowanie produkcji białka przez te geny. (Alternatywnie inaktywacja może nastąpić poprzez zabicie genu promotora, który powoduje transkrypcję genu). Geny po prostu tam siedzą jako „ciche zapiski historii”.


Znaleziono oba typy martwych genów i opisano w nowym artykule w czasopiśmie „eLife”, a są to geny normalnie promujące wzrost włosów u krewnych tych gatunków, które straciły większość włosów. Fakt, że geny nadal istnieją, ale nie działają, po prostu nie może być wyjaśnione niczym innym niż wspólnym pochodzeniem. Właśnie dlatego kreacjoniści, tacy jak głupki, których opiszę w następnym poście, ignorują to. (Podobnie ignorują dowody z biogeografii wysp oceanicznych – również wyjaśnione w Ewolucja jest faktem – ponieważ nie ma kreacjonistycznego wyjaśnienia poza „Cóż, Bóg chciał, aby rzeczy wyglądały tak, jakby ewoluowały”).


To długi i skomplikowany artykuł z „eLife”, ale pokazana poniżej popularna wersja w „Science Alert” nie jest wystarczająco szczegółowa. Spróbuję uprościć artykuł „eLife”, ale podam więcej informacji niż popularne streszczenie.


Plik PDF z artykułem z „eLife” znajduje się tutaj.


W skrócie: autorzy zsekwencjonowali garstkę stosunkowo bezwłosych gatunków, które pochodzą od przodków, którzy mieli włosy, szukając genów wspólnych dla tych zestawów, które a. prawdopodobnie były zaangażowani w produkcję włosów, ale b. zostały inaktywowane u tych gatunków przez „osłabienie selekcji”. Oznacza to, że u tych gatunków nie było już doboru naturalnego, który utrzymywałby sierść (i miał dobry powód, aby tego nie robić), więc mutacje dezaktywujące geny – i elementy kontrolujące je – nagromadziły się. Co więcej, dobór naturalny może przyspieszyć ten trend, faworyzując warianty genów, które redukują owłosienie, albo dlatego, że geny, które powodują rośnięcie włosów, zużywają energię metaboliczną, na coś, co nie jest potrzebne, albo, co bardziej prawdopodobne, ponieważ włosy są przeszkodą w ich stylu życia.


Interesującą rzeczą w tym artykule jest to, że sekwencjonując DNA stosunkowo bezwłosych gatunków, znaleźli wspólne zestawy genów wśród bezwłosych gatunków, co sugeruje, że istniały wspólne ewolucyjno-genetyczne ścieżki redukcji włosów. Nazywa się to ewolucją zbieżną, która zwykle odnosi się do podobnego wyglądu organizmów, które prowadzą podobny styl życia, ale nie są blisko spokrewnione – jak kret torbacz i kret łożyskowy – ale w tym przypadku jest to zbieżność na poziomie genów.


Oto gatunki, którym się przyglądali:


nosorożec
słoń
golec piaskowy
człowiek
świnia
pancernik
mors
manat
delfin
orka


. . oraz podzbiór wszystkich badanych gatunków, pokazujący ich ewolucyjne pokrewieństwo. Uwielbiam przykład, którego używają dla ludzi:


(z artykułu): Gatunki bezwłose wykazują wzbogacenie genów związanych z włosami i elementów niekodujących, których tempo ewolucji jest istotnie związane z ewolucją fenotypu. (A) Drzewo filogenetyczne przedstawiające podzbiór 62 gatunków ssaków użytych do analiz. Należy zauważyć, że wszystkie 62 gatunki zostały uwzględnione w analizach i tylko podzbiór pokazano tutaj. Gałęzie pierwszego planu reprezentujące bezwłosy fenotyp są przedstawione na pomarańczowo obok fotografii gatunku.
(z artykułu): Gatunki bezwłose wykazują wzbogacenie genów związanych z włosami i elementów niekodujących, których tempo ewolucji jest istotnie związane z ewolucją fenotypu. (A) Drzewo filogenetyczne przedstawiające podzbiór 62 gatunków ssaków użytych do analiz. Należy zauważyć, że wszystkie 62 gatunki zostały uwzględnione w analizach i tylko podzbiór pokazano tutaj. Gałęzie pierwszego planu reprezentujące bezwłosy fenotyp są przedstawione na pomarańczowo obok fotografii gatunku.

Większość z tych zwierząt ma trochę włosów, ale autorzy nie bez powodu przypuszczają, że ich przodkowie byli znacznie bardziej owłosieni. Zapewne tak, chociaż słoń i manat mieli niedawno wspólnego przodka i nie jest jasne, czy ich bezwłosość wyewoluowała dwukrotnie. (Autorzy potwierdzają to, przytaczając istnienie włochatych mamutów jako zwierząt bliżej spokrewnionych ze współczesnym słoniem, sugerując, że przodek słonia był owłosiony. Ale włochate słonie mogły reprezentować ponowną ewolucję włosów u stosunkowo bezwłosego przodka. Podobnie z delfinami i orkami; nie jestem pewien, jak te dwa, które są dość blisko spokrewnionymi ssakami morskimi, można uznać za niezależnie łysiejące. Z drugiej strony mors, mniej spokrewniony, mógł stracić włosy niezależnie).


Przyjrzeli się także 52 innym gatunkom, ponieważ potrzebne jest porównanie sekwencji DNA u zwierząt owłosionych. Powyższy rysunek pokazuje niektóre gatunki włochate, których DNA zostało zsekwencjonowane (przyjrzeli się dużej części genomu: prawie 20 000 genów kodujących i 350 000 regionów regulatorowych).


Co zaskakujące, odkryli sporą liczbę genów, które utraciły funkcję (lub miały „osłabioną selekcję”) u wszystkich bezwłosych gatunków. Nie wszystkie geny miały znaną funkcję, ale większość była związana z samymi włosami, mieszkami włosowymi lub brodawkami skórnymi, kluczowymi strukturami, które umożliwiają wzrost włosów. Oto lista pięciu genów i tabela prawdopodobieństwa, że zmieniłyby się one tak szybko u wszystkich gatunków. Kolory pokazują, gdzie działają geny.


(Z artykułu): Diagram łodygi włosa i mieszków włosowych z cieniowaniem reprezentującym specyficzne dla regionu wzbogacenie sekwencji kodującej i niekodującej. Zarówno sekwencja kodująca, jak i niekodująca wykazują przyspieszoną ewolucję elementów związanych z łodygą włosa (kora, naskórek i rdzeń włosa). Regiony niekodujące wykazują przyspieszoną ewolucję elementów macierzy i brodawek skórnych, których nie obserwuje się w sekwencji kodującej. Wszystkie zestawy genów zostały skompilowane z adnotacji Mouse Genome Informatics (MGI), które zawierały nazwę przedziału, z wyjątkiem zestawu genów mięśnia przywłosowego (Santos i in., 2015).
(Z artykułu): Diagram łodygi włosa i mieszków włosowych z cieniowaniem reprezentującym specyficzne dla regionu wzbogacenie sekwencji kodującej i niekodującej. Zarówno sekwencja kodująca, jak i niekodująca wykazują przyspieszoną ewolucję elementów związanych z łodygą włosa (kora, naskórek i rdzeń włosa). Regiony niekodujące wykazują przyspieszoną ewolucję elementów macierzy i brodawek skórnych, których nie obserwuje się w sekwencji kodującej. Wszystkie zestawy genów zostały skompilowane z adnotacji Mouse Genome Informatics (MGI), które zawierały nazwę przedziału, z wyjątkiem zestawu genów mięśnia przywłosowego (Santos i in., 2015).

Należy zauważyć, że zaangażowany był zarówno kodujący (geny), jak i niekodujący (element kontrolny) DNA; w rzeczywistości wśród wszystkich genów zidentyfikowanych jako prawdopodobnie przyczyniające się do braku owłosienia było więcej zmian niekodujących niż zmian kodujących, co często stwierdzamy, gdy ewoluują nowe struktury lub zanikają stare struktury. Kiedyś myślałem - i napisałem o tym kontrowersyjny artykuł z Hopi Hoekstra - że geny strukturalne (kodujące) były ważniejsze w zmianach ewolucyjnych, ale dane pokazują, że może być na odwrót. Innymi słowy, Hopi i ja mogliśmy się mylić.


Artykuł jest długi i skomplikowany, a jego fragmenty wykraczają poza moją wiedzę, ale mam kilka uwag. Po pierwsze, poziomy istotności, których używają do ustalenia wspólnej ewolucji genów wśród zestawu stosunkowo bezwłosych gatunków, nie są tak małe. Podkreślają nawet geny, jak widać powyżej, z dostosowanymi wartościami prawdopodobieństwa powyżej 0,05; tradycyjnie byłyby one uważane za „nieistotne”. Nie jestem pewien, dlaczego to zrobili. Jednak, jak widać z powyższej tabeli, niektóre skorygowane prawdopodobieństwa były bardzo, bardzo małe: wartość p dla niekodujących sekwencji w korze włosa wynosi na przykład 0,000003. Jestem przekonany, że znaleźli przynajmniej kilka genów, które szybko się zmieniały w całej grupie bezwłosych gatunków.


Po drugie, w niektórych przypadkach nie są pewni, czy szybka ewolucja genów była rzeczywiście związana z utratą funkcji genów. Można to powiedzieć o kodowaniu genów, ponieważ w sekwencji DNA będzie „kodon stop” lub „kodon nonsensowny”, który będzie kodował mRNA, który tworzy niefunkcjonalne białko. Nie mówią o tym szczegółowo, ale po prostu używają „szybkiej ewolucji” jako wskaźnika niefunkcjonalności. (Może coś przegapiłem.)


Wreszcie, w przypadku par takich jak słoń i manat z jednej strony oraz delfin i orka z drugiej, nie mam zbytniej pewności, że ich utrata włosów nastąpiła niezależnie.


Niemniej możemy mieć pewność, biorąc pod uwagę niskie wartości prawdopodobieństwa, że niektóre strukturalne i kontrolne DNA wyewoluowały niezależnie w grupie gatunków bezwłosych, powodując utratę włosów. To całkiem nowy przypadek zbieżnej ewolucji genów.


Och, zapomniałem wspomnieć, dlaczego te gatunki gubią sierść. W naszym gatunku prawdopodobnie sprzyjało to łatwiejszemu ochładzaniu się naszych ciał poprzez pocenie się, gdy ewoluowaliśmy w wyprostowane stworzenia na sawannie. Prawdopodobnie dotyczy to również nosorożców i słoni, zwłaszcza że gatunki słoni w północnych klimatach, takie jak mamuty, były owłosione. U ssaków morskich sprawa jest oczywista: sierść jest bezużyteczna jako izolacja i stanowi jedynie przeszkodę w pływaniu. Jeśli chodzi o pancerniki i świnie, to każdy może zgadywać. Dzikie świnie są dość owłosione (przynajmniej te, które widziałem), ale pancerniki mają muszle, które służą do izolacji zwierzęcia (mają włosy na brzuchu, ale są rzadkie).


Brzuch pancernika z Flickr:



Wniosek : Są to prawdopodobnie przypadki „genów szczątkowych”, chociaż przypadki te stałyby się podręcznikowymi przykładami, gdyby badacze dokładnie wiedzieli, co robią geny i, co ważne, mogli bez wątpienia wykazać, że zostały inaktywowane u gatunków bezwłosych. Dane te nadejdą pewnego dnia, ale tymczasem wolę powoływać się na nieczynne geny żółtka jaj u ssaków: pozostałości genów, które wytwarzały składniki odżywcze dla zarodków naszych przodków gadów, ryb i płazów. To bardzo solidny przypadek.


Tu można przeczytać „popularne” ujęcie: Humans Still Have The Genes For a Full Coat of Fur.

 

h/t: Barry

______________

Kowalczyk, A., M. Chikina, and N. Clark. 2022.  Complementary evolution of coding and noncoding sequence underlies mammalian hairlessness. eLife 11:e76911.  https://doi.org/10.7554/eLife.76911


Evidence for evolution: Hairless animals have dead genes for a full coat of hair

Why Evolution Is True, 15 stycznia 2023

Tłumaczenie: Małgorzata Koraszewska



Jerry A. Coyne

Emerytowany profesor na wydziale ekologii i ewolucji University of Chicago, jego książka "Why Evolution is True" (Polskie wydanie: "Ewolucja jest faktem", Prószyński i Ska, 2009r.) została przełożona na kilkanaście języków, a przez Richarda Dawkinsa jest oceniana jako najlepsza książka o ewolucji.  Jerry Coyne jest jednym z najlepszych na świecie specjalistów od specjacji, rozdzielania się gatunków. Jest również jednym ze znanych "nowych ateistów" i autorem (wydanej również po polsku przez wydawnictwo "Stapis") książki "Faith vs Fakt". Jest wielkim miłośnikiem kotów i osobistym przyjacielem redaktor naczelnej.

Skomentuj Tipsa en vn Wydrukuj






Nauka

Znalezionych 1470 artykuły.

Tytuł   Autor   Opublikowany

Kameleon przekazuje różne informacje różnymi częściami ciała   Yong   2013-12-14
Paradoksalne cechy genetyki inteligencji   Ridley   2013-12-18
Wielki skandal z biopaliwami   Lomborg   2013-12-19
Przedwczesna wiadomość o śmierci samolubnego genu   Coyne   2013-12-22
Czy jest życie na Europie?   Ridley   2013-12-22
Nowa data udomowienia kotów: około 5300 lat temu – i to w Chinach   Coyne   2013-12-26
Na Zeusa, natura jest przeżarta rują i korupcją   Koraszewski   2013-12-26
Proces cywilizacji   Ridley   2013-12-28
Jak karakara wygrywa z osami   Cobb   2013-12-29
Żebropławy, czyli dziwactwa ewolucji   Coyne   2013-12-30
Czy może istnieć sztuka bez artysty?    Wadhawan   2013-12-30
Zderzenie mentalności   Koraszewski   2014-01-01
Skrzydlaci oszuści i straż obywatelska   Young   2014-01-02
Delfiny umyślnie narkotyzują się truciznami rozdymków   Coyne   2014-01-04
Długi cień anglosfery   Ridley   2014-01-05
Ciemna materia genetyki psychiatrycznej   Zimmer   2014-01-06
Co czyni nas ludźmi?   Dawkins   2014-01-07
Twoja choroba na szalce   Yong   2014-01-08
Czy mamut włochaty potrzebuje adwokata?   Zimmer   2014-01-09
Pradawne rośliny kwitnące znalezione w bursztynie   Coyne   2014-01-10
Ratując gatunek możesz go niechcący skazać   Yong   2014-01-11
Ewolucja ukryta w pełnym świetle   Zimmer   2014-01-13
Koniec humanistyki?   Coyne   2014-01-15
Jak poruszasz nogą, która kiedyś była płetwą?   Yong   2014-01-16
Jak wyszliśmy na ląd, kość za kością   Zimmer   2014-01-19
Twoja wewnętrzna mucha   Cobb   2014-01-22
Ukwiał żyje w antarktycznym lodzie!   Coyne   2014-01-25
Dlaczego poligamia zanika?   Ridley   2014-01-26
Wspólne pochodzenie sygnałów płodności   Cobb   2014-01-28
Ewolucja i Bóg   Coyne   2014-01-29
O delfinach, dużych mózgach i skokach logiki   Yong   2014-01-30
Dziennikarski „statek upiorów” Greg Mayer   Mayer   2014-01-31
Dlaczego leniwce wypróżniają się na ziemi?   Bruce Lyon   2014-02-02
Moda na kopanie nauki   Coyne   2014-02-03
Neandertalczycy: bliscy obcy   Zimmer   2014-02-05
O pochodzeniu dobra i zła   Coyne   2014-02-05
Sposób znajdowania genów choroby   Yong   2014-02-07
Czy humaniści boją się nauki?   Coyne   2014-02-07
Kiedy zróżnicowały się współczesne ssaki łożyskowe?   Mayer   2014-02-10
O przyjaznej samolubności   Koraszewski   2014-02-12
Skąd wiesz, że znalazłeś je wszystkie?   Zimmer   2014-02-15
Nauka odkrywa nową niewiedzę o przeszłości   Ridley   2014-02-18
Żyjące gniazdo?   Zimmer   2014-02-19
Planeta tykwy pospolitej   Zimmer   2014-02-21
Nowe niezwykłe skamieniałości typu “Łupki z Burgess”   Coyne   2014-02-22
Dziennik z Mozambiku: Pardalota   Naskręcki   2014-02-23
Wskrzeszona odpowiedź z kredy na “chorobę królów”   Yong   2014-02-26
Dziennik z Mozambiku: Sybilla     2014-03-01
Spojrzeć ślepym okiem   Yong   2014-03-02
Intelektualne danie dnia  The Big Think   Coyne   2014-03-04
Przeczołgać się przez mózg i nie zgubić się   Zimmer   2014-03-05
Gdzie podziewają się żółwiki podczas zgubionych lat?   Yong   2014-03-10
Supergen, który maluje kłamcę   Yong   2014-03-14
Idea, którą pora oddać na złom   Koraszewski   2014-03-15
Zwycięstwa bez chwały   Ridley   2014-03-17
Twarde jak skała   Naskręcki   2014-03-18
Pasożyty informacyjne   Zimmer   2014-03-19
Seymour Benzer: humor, historia i genetyka   Cobb   2014-03-21
Kto to był Per Brinck?   Naskręcki   2014-03-23
Potrafimy rozróżnić między przynajmniej bilionem zapachów   Yong   2014-03-25
Godzina Ziemi czyli o celebrowaniu ciemności   Lomborg   2014-03-27
Słonie słyszą więcej niż ludzie   Yong   2014-03-30
Niebo gwiaździste nade mną, małpa włochata we mnie   Koraszewski   2014-03-31
Wielkoskrzydłe   Naskręcki   2014-04-02
Najstarsze żyjące organizmy   Coyne   2014-04-03
Jak zmienić bakterie jelitowe w dziennikarzy   Yong   2014-04-06
Eureka! Sprytne wrony to odkryły   Coyne   2014-04-07
Sukces upraw GM w Indiach   Lomborg   2014-04-09
Wirus, który sterylizuje owady, ale je pobudza   Yong   2014-04-12
Przystosować się do zmiany klimatu   Ridley   2014-04-14
Jeden oddech, który zmienił planetę   Naskręcki   2014-04-16
Najgorsze w karmieniu komarów jest czekanie   Yong   2014-04-17
Kłopotliwa podróż w przyszłość   Ridley   2014-04-19
Pierwsze spojrzenie na mikroby współczesnych łowców zbieraczy     2014-04-23
Seksizm w nauce o jaskiniowych owadach   Coyne   2014-04-26
Musza bakteria zaprasza inne muszki na uczty owocowe   Yong   2014-04-27
Zachwycający rabuś, który liczy sto milionów lat   Cobb   2014-04-28
Mądrość (małych) tłumów   Zimmer   2014-04-29
Tak bada się ewolucję inteligencji u zwierząt   Yong   2014-05-02
Fantastyczna mimikra tropikalnego pnącza   Coyne   2014-05-03
Dlaczego większość zasobównie wyczerpuje się   Ridley   2014-05-04
Pomidory tworzą pestycydy z zapachu swoich sąsiadów   Yong   2014-05-07
Potrawy z pasożytów   Zimmer   2014-05-08
Technologia jest często matką nauki, a nie odwrotnie   Ridley   2014-05-09
Montezuma i jego flirty   Coyne   2014-05-11
Insekt dziedziczy mikroby z plemnika taty   Yong   2014-05-12
Polowanie na nietoperze   Naskręcki   2014-05-14
Zmień swoje geny przez zmianę swojego życia   Coyne   2014-05-15
Obrona śmieciowego DNA   Zimmer   2014-05-17
Gdzie są badania zwierzęcych wagin?   Yong   2014-05-20
Niemal ssaki   Naskręcki   2014-05-21
Zobaczyć jak splątane są gałęzie drzewa   Zimmer   2014-05-23
Dlaczego ramiona ośmiornicy nie plączą się   Yong   2014-05-24
Niezwykły pasikonik szklany   Naskręcki   2014-05-27
Wąż zgubiony i ponownie odnaleziony   Mayer   2014-05-28
Niespodziewani krewni mamutaków   Yong   2014-05-30
Trochę lepszy  świat   Ridley   2014-05-31
Tam, gdzie są ptaki   Mayer   2014-06-01
Ewolucja, ptaki i kwiaty   Coyne   2014-06-02
Jestem spełniony   Naskręcki   2014-06-04

« 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