• Artykuły
  • Forum
  • Ciekawostki
  • Encyklopedia
  • Badania rzucają światło na drzewo genealogiczne przeżuwaczy

    07.08.2012. 18:17
    opublikowane przez: Redakcja Naukowy.pl

    Międzynarodowy zespół naukowców opracował "drzewo genealogiczne" żyjących i wymarłych gatunków przeżuwaczy. Wyniki, opublikowane w czasopiśmie PNAS (Proceedings of the National Academy of Sciences), przekonująco łączą dziedzictwo zróżnicowanej grupy gatunków.

    Naukowcy od dawna snuli przypuszczenia, że przeżuwacze wyższego poziomu zwane "pecora" powstały (tj. wykształciły się, tworząc nowy gatunek) w środkowym eocenie, prowadząc do pojawienia się pięciu odrębnych, istniejących obecnie rodzin: widłorogie, krętorogie, jeleniowate, żyrafowate i piżmowcowate. Niemniej sekwencja zdarzeń, która wywołała ewolucyjną specjację pecora była jak dotąd trudna do odcyfrowania.

    Abstrahując od oczywistych różnic na przykład pomiędzy żyrafami a żubrami, naukowcy odkryli, że te zwierzęta posiadają wspólne dziedzictwo. Zespół pod kierunkiem ekspertów z Uniwersytetu Missouri w USA wykazał, że platforma ustalania genotypu polimorfizmu pojedynczego nukleotydu (SNP) w całym genomie, opracowana dla jednego gatunku może zostać wykorzystana do ustalenia genotypu dawnego DNA (kwasu dezoksyrybonukleinowego) wymarłych gatunków oraz DNA gatunków, które zróżnicowały się 29 milionów lat temu.

    Podejście wykorzystane w ramach badań może dokonać przemian w badaniach nad ewolucją i udomowieniem poprzez szybkie i niedrogie generowanie danych na temat ewolucyjnych powiązań między gatunkami.

    "Zbadaliśmy 678 różnych zwierząt reprezentujących 61 różnych gatunków, a dzięki nowemu "chipowi SNP" krowy Illumina byliśmy w stanie wygenerować bardzo wysokiej jakości genotypy gatunków dla których ten chip nie został opracowany" - wyjaśnia Jerry Taylor, profesor genetyki i nauk o zwierzętach na Uniwersytecie Missouri, naczelny autor raportu.

    Według zespołu chipy SNP umożliwiają naukowcom jednoczesną ocenę ogromnej liczby specyficznych pozycji w całym genomie zwierzęcia. Te badania mogą pomóc naukowcom w wykrywaniu baz DNA występujących w tych miejscach.

    "Byliśmy bardzo zaskoczeni faktem, że chip pozwolił wygenerować wysokiej jakości dane dla gatunków, które znacznie różniły się od krów" - podkreśla profesor Taylor. "Mniej niż tydzień zajęło nam wygenerowanie pięciu razy więcej informacji niż było wcześniej wykorzystanych do opracowania "drzewa genealogicznego" przeżuwaczy."

    Naukowcy z Australii, Finlandii, Kanady, Kenii, Korei Południowej, USA i Wlk. Brytanii pokazali również, w jaki sposób można wykonywać wysokowydajne badania genotypu na dawnych próbkach. Ustalili genotyp replikowanych próbek ze skamielin kości żubra i wykazali, że Bison priscus (żubr stepowy) i współczesny żubr są gatunkami siostrzanymi.

    "Nasze wyniki wyraźnie sugerują, że naukowcy mogą oceniać wierność genotypów, które ustalają na podstawie dawnych próbek, sprawdzając gdzie dany gatunek jest umiejscowiony w starannie opracowanym drzewie, a próbki dające niepewne genotypy mogą być zidentyfikowane i usunięte z dalszej analizy" - stwierdza profesor Taylor.

    "Kiedy wykorzystaliśmy ten chip w 48 uznanych rasach bydła, byliśmy w stanie opracować drzewo w oparciu o zakres podobieństw lub różnic między DNA przedstawicieli różnych odmian, co umożliwiło nam wywnioskowanie historii udomowienia bydła i tworzenia się ras na całym świecie" - dodaje.

    Migracje poza Żyzny Półksiężyc (region na Bliskim Wschodzie, gdzie narodziła się cywilizacja Bliskiego Wschodu i Śródziemnomorska) prawdopodobnie odegrały kluczową rolę w udomowieniu europejskiego bydła, jak pokazały wyniki badań. Udomowione bydło przechodziło kolejno przez Turcję, Bałkany i Włochy, następnie rozeszło się promieniście przez Europę Środkową i Francję, by w końcu dotrzeć na Wyspy Brytyjskie.

    Profesor Taylor podkreślił, że technologia ta może zostać ewentualnie wykorzystana do uzyskania lepszego wglądu w ewolucję człowieka i roślin. A naukowcy mogliby rozpocząć badanie ewolucji genomu oraz ewolucję funkcji biologicznej z perspektywy filogenetycznej (badanie ewolucyjnego pokrewieństwa między różnymi organizmami) - dopowiada.

    Profesor Taylor dodał, że wyniki badań mogą również okazać się przydatne dla naukowców zajmujących się identyfikacją zwierzęcych modeli chorób człowieka. "Wszyscy jesteśmy zainteresowani rekonstrukcją naszego pochodzenia" - mówi. "To w gruncie rzeczy to samo, tylko że teraz jesteśmy w stanie odsunąć się o miliony lat i uwzględnić organizmy pokrewne, których już od dawna nie ma."

    Za: CORDIS

    Czy wiesz ĹĽe...? (beta)
    Antygeny heterofilne to takie antygeny, które występują u różnych gatunków, zwykle bardzo słabo ze sobą spokrewnionych, np. u ssaka i bakterii, różniące się pod względem chemicznym, zawierające jednak te same lub podobne determinanty antygenowe (epitopy). Z chemicznego punktu widzenia antygeny heterofilne są zwykle glikoproteinami lub lipopolisacharydami. Ze względu na szerokie rozpowszechnienie, niektóre z tych antygenów występują u różnych gatunków kręgowców, ale nie u wszystkich. U tych zwierząt, których tkanki zawierają dany antygen, nie stwierdza się obecności przeciwciał względem antygenu heterofilnego, przeciwciała takie występują natomiast szeroko u takich gatunków, których tkanki danego antygenu nie posiadają. Przeciwciała te powstają, jak się obecnie przypuszcza, w wyniku zakażeń bakteryjnych - u gatunków posiadających antygen heterofilny jest on tolerowany, natomiast u tych, które go nie posiadają, dochodzi do odpowiedzi odpornościowej. Polska Czerwona Księga Zwierząt – rejestr zagrożonych gatunków zwierząt na terenie Polski. Została stworzona na wzór międzynarodowej Czerwonej Księgi Gatunków Zagrożonych. Zawiera listę ginących gatunków zwierząt z dokładnym ich opisem i mapami rozmieszczenia. Określa także stopień zagrożenia poszczególnych gatunków, rzadkość ich występowania oraz stosowane i proponowane sposoby ochrony. Gatunek wymarły na wolności (EW), gatunek zanikły w Polsce (EXP) – jedna z kategorii określających stan zagrożenia wyginięciem gatunków zwierząt, używanych w siedmioskalowych systemach kategorii zagrożenia Czerwonej Księgi Gatunków Zagrożonych (CKGZ) i stworzonej na jej wzór Polskiej Czerwonej Księgi Zwierząt (PCKZ). Znajduje się między kategoriami gatunku krytycznie zagrożonego i gatunku wymarłego. W listach oznacza odpowiednio:

    Zmienność genetyczna – naturalne różnice sekwencji DNA (genotypu) organizmów jednego gatunku. Różnice te mogą powodować zmiany w budowie białek lub czasie i miejscu ich wytwarzania, w efekcie prowadząc do różnic w fenotypie, np. inne ubarwienie sierści, różna odporność na zmiany temperatury, zdolność (lub jej brak) do trawienia laktozy. Wiele cech, które są zróżnicowane genetycznie prawdopodobnie nie ma wpływu na przeżycie organizmów (np. kolor oczu u ludzi), ale zmienność genetyczna cech, które mogą wpłynąć na przystosowanie organizmów, to „paliwo” ewolucji. Organizmy mogą się też różnić nie kodującymi sekwencjami DNA. Takie różnice nie mają znanego nam wpływu na fenotyp, ale są użyteczne w analizie zmienności genetycznej przez biologów. Hodowla szczegółowa drzew i krzewów leśnych opiera się na zasadzie uwzględniającej rolę gatunków w drzewostanie i nie stawia wyraźnych różnic pomiędzy określonymi grupami drzew. Zaliczenie np. dębu lub buka do gatunków głównych nie wyklucza możliwości występowania tych gatunków w niektórych drzewostanach w charakterze gatunków domieszkowych, a nawet gatunków pomocniczych. Gatunki zaliczane do domieszkowych jak np. grab czy klon mogą tylko wyjątkowo awansować do gatunków głównych, częściej natomiast będą pełniły rolę gatunków pomocniczych.

    Kladogeneza – ewolucja dywergentna. Na poziomie gatunkowym jest wynikiem jednego z mechanizmów specjacji skutkującego powstaniem co najmniej dwóch gatunków potomnych z jednego gatunku macierzystego. Dywergencja może zachodzić również w obrębie gatunku, prowadząc do tworzenia np. odmian geograficznych, jednak wówczas nie jest ona przykładem kladogenezy ze względu na zachodzący pomiędzy tymi oddzielonymi populacjami przepływ genów. Sytuacja, w której z grupy macierzystej ewoluują więcej niż dwie grupy potomne, nazywana jest politomią. Darwinizm – teoria ewolucji wyjaśniająca mechanizm zmian organizmów na przestrzeni milionów lat oraz powstawanie gatunków zgodnie ze stanem wiedzy w połowie XIX wieku (1858r). Sformułowana została przez brytyjskiego przyrodnika Karola Darwina na podstawie wieloletnich obserwacji różnych gatunków roślin i zwierząt, w tym kopalnych, przede wszystkim jednak gołębi hodowlanych. Powszechnie panujący pogląd, że inspirowana była wyglądem tak zwanych zięb Darwina, jest błędny, choć wielce zakorzeniony w świadomości zarówno laików, jak i specjalistów.

    Ssaki Polski – gatunki zwierząt z gromady ssaków (Mammalia) występujące w Polsce w stanie dzikim, w granicach swojego naturalnego obszaru występowania (gatunki rodzime), gatunki pojawiające się sporadycznie w wyniku migracji, oraz gatunki obce występujące w środowisku naturalnym. Nie ujęto w wykazie gatunków udomowionych, hodowlanych (z wyjątkiem uciekinierów z hodowli, mogących egzystować w warunkach naturalnych np. nutrii) oraz trzymanych w ogrodach zoologicznych. Łącznie, w czasach historycznych (po roku 1500), na terenie Polski odnotowano 115 (uwzględniając sobola – 116) gatunków ssaków, występujących w stanie dzikim. Wymarłe zwierzęta holocenu – gatunki i podgatunki zwierząt wymarłych lub prawdopodobnie wymarłych w holocenie, a w szczególności w epoce określanej jako antropocen, z podaniem obszaru występowania oraz przybliżonej daty wymarcia. W wykazie ujęto gatunki i podgatunki zwierząt ujęte w Czerwonej Księdze IUCN w kategorii EX (extinct – wymarłe) oraz te, które zostały uznane za prawdopodobnie wymarłe na podstawie innych publikacji. Najlepiej rozpoznane zostały gromady ssaków i ptaków. W danych IUCN zgromadzono nazwy 735 zwierząt uznanych za wymarłe po roku 1500 n.e.

    Widłak (Lycopodium) – rodzaj roślin zaliczanych do rodziny widłakowatych. Liczy około 200 gatunków, z których w Polsce występują dwa. W dawniejszych systemach klasyfikacyjnych zaliczano tu ok. 400 gatunków (w tym 7 występujących w Polsce), jednak po poznaniu ich filogenezy zostały one podzielone na kilka różnych rodzajów, a nawet zaliczone zostały do różnych rodzin (np. Huperziaceae).

    Polska Czerwona Księga Zwierząt - Kręgowce to pierwszy tom Polskiej Czerwonej Księgi Zwierząt. Zawiera listę ginących gatunków zwierząt kręgowych występujących w Polsce z dokładnym ich opisem i mapami rozmieszczenia. Określa także stopień zagrożenia poszczególnych gatunków, rzadkość ich występowania oraz stosowane i proponowane sposoby ochrony.

    Narządy analogiczne – narządy zwierzęce i roślinne, które nie mają wspólnego pochodzenia ewolucyjnego ani morfologicznego, ale przybierają podobny kształt i wygląd, gdyż spełniają u różnych gatunków te same funkcje. Ekskryptyda - (ang. ex-cryptid) oficjalnie wyjaśniony przypadek kryptydy poparty niezbitymi dowodami lub nowy gatunek zwierzęcia, który zanim został uznany był kryptydą. Do tej pory zbiór ekskryptyd liczy 19 zwierząt, w tym 13 nowych gatunków i 6 anomalii zwierzęcych.

    Żywa skamieniałość (niepoprawnie: żywa skamielina) – pojęcie używane w stosunku do żyjących gatunków czy też grup roślin oraz zwierząt znanych poza tym jedynie ze skamieniałości i nie mających bliskich żyjących krewnych. Gatunki określane tym terminem przeżyły masowe wymieranie w przeszłości i z reguły ograniczają się do jednego czy kilku gatunków. Polska Czerwona Księga Zwierząt - Bezkręgowce to drugi tom Polskiej Czerwonej Księgi Zwierząt. Zawiera listę ginących gatunków zwierząt bezkręgowych występujących w Polsce z dokładnym ich opisem i mapami rozmieszczenia. Określa także stopień zagrożenia poszczególnych gatunków, rzadkość ich występowania oraz stosowane i proponowane sposoby ochrony.

    Przywry monogeniczne, jednorodce (Monogenea), przywry monogenetyczne (Monogenoidea) – gromada płazińców (Platyhelminthes) obejmująca około 1500 pasożytniczych gatunków występujących w różnych częściach świata. W faunie Polski odnotowano 126 gatunków. Wiele z nich to gatunki zawleczone. W hodowlach ryb mogą powodować znaczne szkody. Duże zasługi w badaniach tej grupy zwierząt na terenie Polski położyła Maria Prost.

    Dodano: 07.08.2012. 18:17  


    Najnowsze