Prawda

Sobota, 25 czerwca 2022 - 18:25

« Poprzedni Następny »


“Partenogenetyczny” rak rozmnaża się bez seksu: czy to jest nowy gatunek?


Jerry A. Coyne 2018-02-17


Chyba ponad dziesięciu czytelników przysłało mi link do artykułu Carla Zimmera w “New York Times” o rakach marmurkowych. Ten „gatunek” jeśli można go tak nazwać (więcej o tym poniżej) jest partenogenetyczny – to jest, rozmnaża się bez seksu. Znaczy to, że wszystkie osobniki są samicami, a samców, którzy normalnie dostarczają plemników u przodków raków, nie ma wcale. Populacja raków marmurkowych nie potrzebuje samców i całe jezioro może zostać zaludnione przez jednego osobnika. Myślę, że Zimmer trochę przesadza, kiedy mówi, że ten nowy mutant „przejmuje Europę”, ale poza tym to jest dobry artykuł.

Spójrzmy jednak na oryginalne prace (linki poniżej), żeby zobaczyć, co się dzieje.


Można to streścić dość prosto, choć genetyka jest skomplikowana. W 1995 r. “rak marmurkowy” pojawił się w niemieckim handlu zwierząt do akwarium, pochodząc prawdopodobnie od jednego mutanta, który był członkiem gatunki Procambarus Falla. Oto jak wygląda rak marmurkowy z  pancerzem w plamki, podobnie jak jego bezpośredni przodek, P. fallax:


Zdjęcie: Huetter, C./picture alliance/Arco Images G/Newscom

Zdjęcie: Huetter, C./picture alliance/Arco Images G/Newscom



Jest to jedyny znany partenogenetyczny gatunek dziesięcionogów (grupa ta obejmuje krewetki, raki, homary i kraby); i rozmnaża się przez apomiktyczną partenogenezę – jajo tworzy się przez normalny podział komórkowy czyli mitozę i jest płodne. Żaden plemnik nie jest potrzebny! To daje jednemu osobnikowi zdolność zajęcia habitatu i zaludnienia go, co jest możliwe w płciowo rozmnażających się organizmach tylko w wypadku, kiedy samica jest zapłodniona.


Partenogeneza w połączeniu z wszystkożernością raka marmurkowego oznacza, że jest to zagrożenie i to zagrożenie, które się szerzy, szczególnie, jak pokazuje praca Gutekunst i in., na Madagaskarze. Partenogeneza niekoniecznie oznacza, że gatunek (w rzeczywistości jest to klon, jak zobaczymy za chwilę) zastąpi inne raki. Może być ekologicznie inne nie tylko od innych gatunków raka, ale od swoich przodków P. fallax, a w takim wypadku może żyć obok nich. Według teorii genetyki populacyjnej oczekuje się, że “mutanty” takie jak ten, zastąpią formy płciowe w tym samym gatunku, ale tylko jeśli ich ekologia jest taka sama. Niemniej zdolność tych stworzeń do jedzenia wszystkiego i do inwazji na jeziora słodkowodne przez jednego tylko osobnika jest niepokojącym zagrożeniem. 


Jak to powstało? Jej powstanie jest w istocie kluczem do jej zdolności rozmnażania się bezpłciowego. Jest to triploid: zamiast normalnego zestawu 184 chromosomów (dwóch zestawów po 92) ma trzy zestawy: 276. (To bardzo dużo chromosomów – ludzie mają tylko 46). Prawdopodobnie P. fallax stworzył diploidalne jajeczko z 184 chromosomami zamiast normalnych 92. Potem doszedł do jajeczka plemnik z 82 chromosomami od innego osobnika, co dało triploid z 276 chromosomami.


Triploid nie może tworzyć zdolnych do życia osobników przez normalną mejozę, bo byłyby to trzy chromosomy każdego typu, starające połączyć się w pary, a potem rozdzielić, co dałoby bałagan. Jeśli w ten sposób w ogóle powstałoby jajeczko, to nie miałoby pełnego zestawu chromosomów, ale mogłoby mu brakować jednych, a innych byłby nadmiar, co przy zapłodnieniu dałoby zygotę o zupełnie zakłóconym rozwoju. Mogłoby jednak zreprodukować się przez normalny podział komórkowy (mitozę), bo to nie wymaga łączenia się chromosomów w pary. I w ten sposób rozmnaża się ten nowy klon: produkując jajeczka przez zwykły podział komórek somatycznych.  


Musi także być jakaś cecha raka marmurkowego, która pozwala na rozwój triploidalnej komórki bez potrzeby zapłodnienia przez plemnik. (Te klony mogą kojarzyć się z samcami P. fallax, ale przekazane plemniki niczym nie przyczyniają się do potomstwa.) Nie wiemy, czy cecha, która pozwala temu klonowi na rozmnażanie bez seksu jest genetyczną mutacją, czy też po prostu jest to produkt uboczny komórki posiadającej trzy zestawy chromosomów.


Żeby spojrzeć na pochodzenie tego stworzenia, Gutekunst i in. zsekwencjonowali jego pełen genom: pierwszy w pełni zsekwencjonowany genom jakiegokolwiek skorupiaka dziesięcionoga. I znaleźli to, czego można było oczekiwać z powyżej przedstawionej teorii jego pochodzenia: osobnik miał trzy zestawy chromosomów, z których dwa były niemal identyczne, a trzeci nieco odbiegający, ale nadal był to genom P. fallax. To znaczy, że gatunek z pewnością powstał, jak przewidywano, z niezredukowanej komórki jajowej samicy P. fallax zapłodnionej plemnikiem samca P. fallax. Porównując DNA klona z innymi stawonogami, autorzy znaleźli tę filogenezę, pokazującą gatunek najbardziej zbliżony do krewnego raka, Parhyale hawaiensisskorupiaka obunoga.


(from paper): Phylogenetic clustering of 138 orthologues from recently published arthropod genomes. Shimodaira–Hasegawa-like branch support <1 is indicated by numbers.
(from paper): Phylogenetic clustering of 138 orthologues from recently published arthropod genomes. Shimodaira–Hasegawa-like branch support <1 is indicated by numbers.

Mamy więc tu klona, który rozmnaża się bez seksu, podobnie jak te wirusy i bakterie, które reprodukują się bez prawdziwego, mejotycznego seksu (chociaż te mikroby mają sposób na wymianę genów).


Ale czy jest to nowy gatunek?
Artykuł Franka Lyko (odnośnik poniżej) mówi, że jest i nazywa triploidalnego klona Procambarus virginalis. Na jakiej podstawie uznaje to za nowy gatunek? Nie jest nią morfologia, bo nie ma cechy, która absolutnie odróżnia tego triploidalnego klona od P. fallax. Genetycznie jednak można odróżnić klona od gatunku rodzicielskiego, ponieważ ma diagnostyczny mitochondrialny DNA. Niemniej jest tak tylko dlatego, że pierwszy zmutowany osobnik miał unikatową sekwencję DNA w mitochondriach (wszyscy mamy!), która została przekazana klonowym potomkom. Dla mnie jest to tylko arbitralna cecha, która umożliwia odróżnienie klonów od przodka, ale nie ma biologicznego znaczenia.  


Lyko pisze, że klonowy “gatunek” jest izolowany reprodukcyjnie od P. fallax: nie mogą wymieniać genów. Izolacja reprodukcyjna jednej grupy od drugiej jest, oczywiście, biologicznym znakiem probierczym gatunku, zasługuje to więc na wzięcie pod uwagę. Ale samo to nie znaczy, że P. virginialis trzyma się klasycznej definicji biologicznego gatunku z tej przyczyny: osobniki w gatunku klonalnym są także izolowane reprodukcyjnie wzajem od siebie! Według biologicznej koncepcji gatunku (BSC) gatunkiem jest “grupa krzyżujących się ze sobą osobników, izolowanych reprodukcyjnie od innych takich grup”. Ale osobniki  P. virginialis nie krzyżują się: nie mogą kojarzyć się wzajem ze sobą!


Tak więc pozostawione same w różnych jeziorach te izolowane klony mogą w nieskończoność rozchodzić się  drogą ewolucji, a nikt nigdy nie będzie mógł sprawdzić ich zgodności reprodukcyjnej ani przez obserwacje w akwariach, ani przez zobaczenie, co dzieje się, kiedy znowu mają ze sobą kontakt. W obu wypadkach nie da się osądzić, czy mogą krzyżować się ze sobą.


Znaczy to, że podobnie jak bakterie lub inne grupy bezpłciowe, nie możemy użyć BSC, żeby stwierdzić, czy ten klon reprezentuje nowy gatunek. Wyznaczanie gatunków w takich grupach staje się mniej lub bardziej arbitralne i opiera się o stopnie genetycznych lub morfologicznych różnic. Nie daje się powiedzieć, czy populacje klonów pozostawionych samotnie każdy w innym jeziorze staną się różnymi gatunkami. Czy różnica jednego nukleotydu w olbrzymim genomie, charakterystyczna dla danego jeziora, wystarcza, do oddzielenia nowego gatunku w ramach P. virginialis? Jeśli nie, to jaka różnica jest niezbędna? Z tego powodu łatwiej stosować pojęcie gatunku do organizmów rozmnażających się płciowo: jeśli spotykają się w naturze, albo krzyżują się ze sobą, albo nie (mogą oczywiście być problematyczne przypadki bardzo ograniczonego krzyżowania, ale u wielu grup ten problem nie występuje).


Nazwanie tego przez Lyko nowym gatunkiem jest decyzją różniącą się zasadniczo od decyzji uznania Drosophila simulans za inny gatunek niż D. melanogaster, ponieważ występują razem w przyrodzie, ale nigdy nie wymieniają genów (hybrydy są bezpłodne i większość z nich nie nadaje się do życia).  


Gatunkami nazywano inne partenogenetyczne zwierzęta, jak słynną rybę Poeciliopsis monacha-occidentalis, która powstała z hybrydyzacji między dwoma gatunkami, ale rozmnaża się bezpłciowo od ponad 100 tysięcy pokoleń. Ona także jest teraz klonem a określenie jej jako gatunku jest mniej lub bardziej arbitralne, jeśli weźmie się pod uwagę, że nic nie promuje krzyżowania się ani nie przeszkadza genetycznemu rozchodzeniu się grup klonów.


Taki więc jest mój pogląd na kwestię tego, czy ta rzecz jest nowym gatunkiem: jest to problematyczne, ponieważ ten rak jest aseksualnym klonem. Biologia jest jednak fascynująca i byłoby dobrze odkryć, jaka cecha oryginalnego, triploidalnego osobnika umożliwiła mu rozmnażanie się bez seksu.  

____________

Gutekunst, J., R. Andriantsoa, C. Falckenhayn, K. Hanna, W. Stein, J. Rasamy, and F. Lyko. 2018. Clonal genome evolution and rapid invasive spread of the marbled crayfish. Nature Ecology & Evolution, online, doi:10.1038/s41559-018-0467-9

Lyko, F. 2017. The marbled crayfish (Decapoda: Cambaridae) represents an independent new species. Zootaxa 4363:544-552.


A “parthenogenetic” crayfish reproduces without sex: is it a new species?

Why Evolution Is True, 8 lutego 2018

Tłumaczenie: Małgorzata Koraszewska



Jerry A. Coyne


Profesor (emeritus) 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 wielkim miłośnikiem kotów i osobistym przyjacielem redaktor naczelnej.


Skomentuj     Wyślij artykuł do znajomego:     Wydrukuj






Nauka

Znalezionych 1306 artykuły.

Tytuł   Autor   Opublikowany

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
Środowiskowcy mylili się – nie stoimy przed apokalipsą owadów   Ridley   2021-08-13
Czy znaleziono najstarszy dowód na istnienie zwierzęcia? Nowa gąbko-podobna skamieniałość liczy 890 milionów lat   Coyne   2021-08-11
Psy rozumieją ludzi   Novella   2021-08-06
Nowy start nauki o życiu w epoce genu   Ridley   2021-08-05
Użycie ognia przez homininy: przykład szybkiej ewolucji kulturowej?   Coyne   2021-08-04
Historia pandemii jest historią zaprzeczania   Jackoby   2021-07-27
Nieuchwytny neuron babci   Novella   2021-07-22
Cierpienie i pytanie, czy przestaniemy jeść mięso   Koraszewski   2021-07-14
Czy nadchodzi hydroponika?   Novella   2021-07-13
Raport Unii Europejskiej o glifosacie   Novella   2021-07-10
Dlaczego ideologii nie należy mieszać z nauką   Coyne   2021-06-30
Nagonka na Izrael grasuje w stowarzyszeniach nauk ścisłych, medycyny i edukacji   Chesler   2021-06-24
Szczęśliwi pracoholicy   Witkowski   2021-06-03
Propaganda w wykonaniu nauczycieli akademickich   Chesler   2021-06-02
Ewolucja wielokomórkowości   Novella   2021-05-07
Polityczna polaryzacja jest przesadzona   Novella   2021-05-04
Wrotki były kiedyś sztandarową grupą istot bez seksu, a teraz sądzi się, że ukradkiem odstawiają szybkie numerki   Coyne   2021-04-22
Błędna historia antykolonializmu   Tupy   2021-04-21
Mayflower wyrusza w podróż raz jeszcze   Koraszewski   2021-04-19
Genetyczny przełącznik CRISPR   Novella   2021-04-16

« Poprzednia strona  Następna strona »
Polecane
artykuły

&#8222;Przebudzeni&#8221;


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,



Radykalne poglądy polityczne


Einstein



Socjologia


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