Tür Çeşitliliği Genetik Kaynaklı Değil mi?
Evrimsel Biyologlar Tür Çeşitliliğinin Genetik Kaynaklı Olmadığını Belirlediler!
Balık larvasının kafa iskeleti; pembe alanlar kemik ve mavi alanlar kıkırdaktır. UMass Amherst'den Craig Albertson ve bir meslektaşının aralıklı bir davranışın nasıl oluştuğu üzerine verdiği deney sonucu, balık larvalarının gelişim ortamında kemik oluşumundan önce gelen bir faktörün, kafatası-yüz kemiklerinin daha sonraki gelişimini etkilediğini gösterdi. Credit: UMass Amherst
Massachusetts Amherst Üniversitesi'nden Craig Albertson, son 100 yıl evrimci biyologlar için söylenmemiş bir hayal kırıklığı, genetik sadece organizmaların fiziksel özelliklerinde küçük bir değişim yüzdesini açıklayabilir. Craig Albertson, çiklit balık larvalarının gelişim ortamının bir parçası "tuhaf bir davranış" olan başka bir faktörün, kafatası-yüz(craniofacial) kemiklerindeki daha sonraki çeşitlemeyi nasıl etkilediğine ilişkin deneysel sonuçları rapor etmektedir.
Albertson, 20 yıldır Afrika çiklit balıklarını, tür çeşitliliğine genetik katkılar üzerine odaklanarak, biyolojik çeşitliliğin kaynağını ve nasıl sürdürüldüğünü araştıran bir model sistemi inceledi. Eski doktora öğrencisi, şuan Boston College'da doktora sonrası araştırma yapan meslektaşı Yinan Hu’yla, yeni bir dizi deneyde, larval balıkta "kıkırdaklı alt çene biçimlerinden hemen sonra ve kemik birikimi başlamadan önce başlayan "kuvvetli bir aralıklı" davranışı inceledi. Sonuçlar, Proceedings of the Royal Society B.güncel erken çevrimiçi sayısında yer almaktadır.
Albertson'un açıklamalarına göre, "Yavru balığın çene kaslarını egzersiz altında tuttuğunu ve bunun eklediği kemikler üzerinde kuvvetler uygulayacağını ve kemik oluşumunu tetikleyebilecek kuvvetler olacağını öngördük". Albertson ve Hu, dakika başına 200'e kadar yükselebilen aralıklı frekansın, türler tarafından "çenenin açılması için kritik önem taşıyan işlemlerdeki kemik birikiminde farklılıkların oluşmasını öngören şekilde" farklılık olduğunu gözlemlediler.
Evrimci bir genetikçi olan Albertson, "Yüz yılı aşkın bir süredir, bir sistemin evrimleşme kabiliyetinin, bir özellik için var olan genetik varyasyon miktarına bağlı olduğunu öğrendik. Göz ardı edilen veya özelliklerin çoğu için dikkat edilmeyen şey, genetik varyasyonun yüzde 50'sinden azının tipik olarak genetik tarafından hesaplanabilmesidir. ", "Kafatasında şekil değişikliği çok kalıtsal, o halde neden sadece kemik gelişiminde bu kadar küçük değişkenlik gösteren genetik çeşitliliği hesaplamıyoruz? Laboratuarımda genetik ve çevre arasındaki etkileşimi daha yakından incelemek için genetik modellerimizi geliştirmekten vazgeçtik. "
Albertson, çevrenin gelişimi nasıl etkilediği orijinal ve en geniş anlamıyla epigenetik olarak bilindiğini belirtiyor. Nükleotid diziliminde kodlanmayan her şeyi ifade etmek için 1940'larda üretilen epigenetik, DNA molekülünün 3D yapısının nasıl değiştirildiğini belirtmek için daraldığını belirtiyor. "Bu anlam doğru, ancak tek değil, orijinal tanıma geri dönüyoruz."
Albertson, bu anlamda, aralıklı olma "çok dinamik bir gelişim ortamının" bir parçasıdır. Kemikler değişmez doku yığınlarından oluşmaz, oldukça karmaşık ve dinamik bir sistemin bir parçası olarak ve belki de buna cevap olarak gelişmektedirler."
Türlerin aralık oranlarının farklı olması, araştırmacıların, kemik gelişimindeki farklılıkların bu davranışta çeşitlilik ile açıklanabileceği fikrini test etmelerine yol açtı. "Hızlı açılan türlerde eğer hızı yavaşlattığımızda ve yavaş açılan türlerde ise hızı arttırdığımızda bu davranışsal manipülasyonun kemik gelişimini öngörülebilir şekilde etkileyip etkileyemeyeceğini görmek için deneyler yaptık."
Bu deneyler sadece işe yaramış değil, davranıştaki bu basit kaymalarla ortaya çıkan iskelet morfolojisindeki farkın büyüklüğü, genetik faktörlerin neden olduğu tahmin edilenlerle benzerdir. Albertson, "Gerçekten heyecan verici bulgular, kafatası-yüz kemik gelişiminin genetik işleyişine 15 yıllık genetik manipülasyon ile biz % 20'lik bir genetik değişikliğe sebep olabildik, bu yüzden mütevazıdir. Ayrılma davranışını manipüle ettiğimizde gelişimsel değişkenliği, genetik tepkiyle neredeyse eşit olan, yaklaşık yüzde 15 oranında etkileyebiliriz. "
Genetikçi, "Konuştuğumda meslektaşlarımı en çok şaşırtan, çevresel etkinin genetik etkiyle aynı olmasıdır, vücuda ait olmadığını, ancak balık yemlerine katılan önemli kemikler için çok özeldir" diye ekliyor.
Alberston, bu davranışın mantıklı olduğunu söylüyor çünkü "Doğa verimlilikle alakalıdır. Uyarlanabilir bir cevabı belirli bir nişe ince ayarlarsak hayatta kalma şansı artar. Bazen daha uzun kemiklerin daha iyi olması ve oraya ulaşmanın bir yolu, kemik gelişim programını başlatmaktır. Bu aralıklı davranış, kemik oluşumundan önce geldiğinden, bir hayvanı yörüngede daha önce bir uyarlanabilir fenotipe doğru ayarlayarak, verimliliği arttırmanın bir yolunu temsil edebilir. "
Ek olarak: “ Bu sadece bir başlangıç. Alanımız, neredeyse bir asırdır gen merkezli bir evrim görüşüne dayanıyordu. Umudum, bu çalışmanın, genetik çeşitliliğe yol açan diğer önemli kaynakların olduğunu gösteren, artan bir yazın grubuna eklenmesi. Umarız, gelişimin gerçekleştiği çevresel bağlamı göz önüne alacak şekilde paradigmayı genişletebiliriz, çünkü etkileri büyük olasılıkla tahmin edeceğimizden daha büyük ve yaygın olacaktır.
Albertson, laboratuarının bir sonraki adımı çevresel uyaranın gelişimi nasıl etkilediğini ortaya çıkarmak olacak. "Artık, kemik hücrelerinin mekanik ortamları nasıl hissettiğini ve buna cevap verdiğini anlamamız gerekiyor. Mekanik algıya olanak tanıyan moleküller nelerdir?
Bu amaçla, araştırmacılar iskelet gelişiminde mekanik yükün yol açtığı kaymaların, daha önce türler arası iskelet şekli farklılıklarına aracılık etmede rol oynadığı gibi ptch1 geninin ekspresyonundaki farklılıklar ile ilişkili olduğunu ortaya koydu. Albertson, "Türlerin mekanik algısında ve türlerin birbirinden uzaklaşmasına dâhil olan bu aynı molekül evrim teorisine uygun olduğu için çok güzeldir" dedi.
Fikir, bir hayvan popülasyonu yeni bir ortama maruz kaldığında bazı moleküller, vücutlarını yeni zorluklarla mücadele etmeye uygun hale getirerek yanıt vermelerini sağlayacaktır. Yeni çevre stabil ise doğal seleksiyonun orijinal geçici tepkiyi düzelten bu molekülü desteklemesi gerekir. Bu teori, tür ayrımı ilk adımları için bir çerçeve oluşturur. “Artık bu sürece moleküler bir dayanak oluşturduğumuzu düşünüyoruz "diye ekliyor Albertson." Bunlar heyecanlı anlar.”
Çeviri: Barış Uçar Bilime Yön Veren Cevaplar
Kaynaklar:
More information: Baby fish working out: An epigenetic source of adaptive variation in the cichlid jaw, Proceedings of the Royal Society B, rspb.royalsocietypublishing.or … .1098/rspb.2017.1018
Provided by: University of Massachusetts Amherst
Genetik Haberleri
-
Araştırmacılar kediler, yunuslar, kuşlar ve düzinelerce başka hayvanın genom haritasını çıkarıyor
-
Kolombiya'da nadir görülen bir kuş türünde "gynandromorphy" gözlemlendi
-
Kurumaya dayanıklı bitkiler için genom veritabanı yayınlandı
-
En son DNA barkodlama teknolojisiyle İsrail'in tatlı su balık türleri listesinin yeniden gözden geçirilmesi
-
İnsanların Daha Önce Bilinmeyen Bir Dokunma Duyusu Keşfedildi
-
Bilim İnsanları Tüm İnsan Genomunun Dizilimini Çıkardı. Ancak Henüz Bitmedi
-
İlk Defa Tazmanya Kaplanından RNA Elde Edildi
-
Neandertal DNA’nız, Sizi Acıya Karşı Daha Hassas Yapıyor Olabilir
-
Epigenetik ve Epigenetik Mekanizmalar
-
İlk taslaktan 20 yıl sonra insan Y kromozomu tamamen dizilendi.
-
Kim Bu Kimerizm? Tek Bedende İki Kişi
-
Gen terapi, genetik materyalin yeniden düzenlenmesi
-
mRNA Aşıları: Genetik İnovasyonunun Yeni Yüzü ve Sağlıkta Devrimi
-
Genetik Dizilimi Yapılan En Eski Modern İnsanın Yüzünü Görün
-
Neandertal ve Denisovalı Genleri Farelere Aktarıldı