• Artykuły
  • Forum
  • Ciekawostki
  • Encyklopedia
  • Ewolucja oka

    22.11.2008. 12:59
    opublikowane przez: Maksymilian Gajda

    Pierwsze oczy zwierząt mogły być prostymi, dwukomórkowymi tworami, które umożliwiały ich właścicielom wyczuwanie kierunku światła i poruszanie się w jego kierunku, według wyników badań niemieckich naukowców opublikowanych w ostatnim numerze czasopisma Nature.

    Naukowcy doszli do takiego wniosku na podstawie badania larwy pierścienicy morskiej Platynereis dumerilii. "Platynereis można uznać za żywą skamielinę" - wyjaśnił naczelny autor badań, G sp r Jékely z Instytutu Biologii Rozwoju im. Maxa Plancka. "Nadal żyje w tym samym środowisku, co jej przodkowie miliony lat temu i zachowała wiele cech odziedziczonych po nich. Badania plamek ocznych jej larwy prawdopodobnie zbliżają nas najbardziej do wyobrażenia, jak mogły wyglądać czy na początku ewolucji."

    Każdego dnia mikroskopijne larwy morskich bezkręgowców takich jak robaki, gąbki i meduzy podpływają do światła pod powierzchnią oceanu. Zdolność płynięcia w stronę źródła światła zwana jest fototaksją, a dzienna migracja zooplanktonu to największy ruch biomasy na Ziemi.

    Maleńkie oczy tych zwierząt mają najprostszą budowę, bowiem składają się z zaledwie dwóch komórek: fotoreceptora i komórki barwnikowej. Choć nie mogą tworzyć obrazów, "proto-oczy" czy "plamki oczne" umożliwiają organizmowi dokładne wyczuwanie kierunku światła. Jednakże do tej pory sposób funkcjonowania tych prymitywnych oczu pozostawał tajemnicą.

    W czasie ostatnich badań zespół odkrył komórkę nerwową, która łączy fotoreceptor oka z komórkami sterującymi ruchem larwy w wodzie. Po wykryciu światła, komórka fotoreceptorowa wysyła sygnał elektryczny przez nowo odkryty neuron do komórek pokrytych rzęskami - cienkimi wypustkami włosowatymi, które uderzają w wodę i umożliwiają zwierzęciu poruszanie się. Druga komórka zawiera barwnik i jest odpowiedzialna za wrażliwość kierunkową oka przez rzucanie cienia na komórkę fotoreceptora.

    Rozmiar i kształt cienia zmienia się w zależności od położenia źródła światła, a tę informację przynosi rzęskom sygnał z fotoreceptora.

    "Wyniki dostarczają informacji na temat, wedle naszej wiedzy, pierwszej mechanistycznej fototaksji u larw zooplanktonu morskiego i pokazują w jak prosty sposób sterują nią plamki oczne" - stwierdzili naukowcy.

    "Przez długi czas nikt nie miał pojęcia w jaki sposób fototaksja odbywa się u zwierząt za pomocą prymitywnych oczu i układu nerwowego" - zauważył Detlev Arendt z Europejskiego Laboratorium Biologii Molekularnej (EMBL). "Wydaje się, że pierwsze oczy w królestwie zwierząt ewoluowały dokładnie w tym celu. Tak oto zrozumienie fototaksji wyjaśnia pierwsze etapy ewolucji oka."

    Więcej informacji:

    Nature:
    http://www.nature.com/nature

    Europejskie Laboratorium Biologii Molekularnej (EMBL):
    http://www.embl.org

    Towarzystwo im. Maxa Plancka:
    http://www.mpg.de

    CORDIS
    url: http://cordis.europa.eu/fetch?CALLER=PL_NEWS&ACTION=D&SESSION=&RCN=30121
    Źródło danych: Nature; EMBL; Towarzystwo im. Maxa Plancka
    Referencje dokumentu: Jékely, G et al. (2008) Mechanism of phototaxis in marine zooplankton. Nature 456:395-399. DOI: 10.1038/nature07590.

    Czy wiesz ĹĽe...? (beta)
    Rekombinaza Tre - eksperymentalny enzym, zmutowana rekombinaza Cre, umożliwiająca selektywne wycięcie zintegrowanego genomu wirusa HIV z genomu zainfekowanych komórek. Dotychczas enzym wykazał swoją aktywność w liniach komórek HeLa, w warunkach laboratoryjnych w ciągu trzech miesięcy całkowicie usuwając zintegrowany wirus z hodowli. Odkrycie jest dziełem naukowców z Instytutu Heinrich Pette Wirologii Eksperymentalnej i Immunologii w Hamburgu oraz Instytutu Molekularnej Biologii Komórki i Genetyki Maxa Plancka w Dreźnie. Kai Simons (ur. 24 maja 1938 w Helsinkach) – fiński profesor biochemii na stałe mieszkający i pracujący w Niemczech. Autor koncepcji raftów lipidowych, twórca pojęcia trans-Golgi network i jego roli w sortowaniu białek i lipidów. Współzałożyciel i współorganizator EMBL (European Molecular Biology Laboratory), ELSO, inicjator założenia Instytutu Molekularnej Biologii Komórki i Genetyki Maxa Plancka w Dreźnie. Autor ponad 350 artykułów naukowych. Instytut Molekularnej Biologii Komórki i Genetyki Maxa Plancka (ang. Max Planck Institute for Molecular Cell Biology and Genetics, niem. Max-Planck-Institut für molekulare Zellbiologie und Genetik) (MPI-CBG) – instytut naukowo-badawczy w dziedzinie biologii molekularnej, biochemii, genetyki oraz biologii komórki oraz rozwoju należący do Towarzystwa Maxa Plancka, zlokalizowany w Dreźnie w Niemczech.

    Nature Genetics – recenzowane czasopismo naukowe wydawane przez Nature Publishing Group, założone w 1992 roku. Siostrzanym periodykiem jest Nature Reviews Genetics, publikujący prace o charakterze przeglądowym. Oczy inwertowane – typ oczu. Występują u płazińców wirkokształtnych (Turbellariomorpha). Tworzy je miseczka pigmentu oraz kilka komórek i ich fotoczułych mikrokosmków. Zanim światło dotrze do pigmentu, przechodzi najpierw przez nerwy i wrażliwe na światło komórki.

    Kąt Plancka – kąt φp, o jaki obróci się źródło światła o promieniu r równym długości Plancka wysyłające dwa fotony w odstępie czasu Plancka t , przy czym punkt na okręgu o promieniu r, z którego wysyłane są fotony, porusza się w ruchu obrotowym z prędkością światła c i przebywa drogę l=rφp=ct, co daje φp=ct/r=1 rad. Źródła światła - przedmioty emitujące światło. Przedmioty, które widzimy, mogą same wysyłać światło lub odbijać światło padające na nie. Te, które same emitują światło nazywamy źródłami światła. Dla ludzi najważniejszym źródłem światła jest Słońce, bez którego nie istniałoby życie na Ziemi. Źródła światła dzielimy na naturalne oraz sztuczne.

    Amfiblastula – stadium larwalne gąbek wapiennych, rodzaj blastuli owalnego kształtu, zbudowanej z dwóch rodzajów komórek: zaopatrzonych w wici mikromerów i bezwiciowych makromerów. Larwy te pływają swobodnie w morskiej toni do momentu, aż przytwierdzą się do twardego podłoża. Gastrulacja zachodzi na drodze inwaginacji. U Calcaronea następuje jedyny wśród zwierząt sposób tworzenia larwy poprzez inwersję – larwy z rzęskami skierowanymi do wnętrza (stomoblastula) przekształcają się w amfiblastulę. Zjawisko to przyczyniło się do określania gąbek jako organizmów, u których następuje odwrócenie listków zarodkowych. Pogląd ten nie jest powszechnie akceptowany. Plamka oczna, stigma – organellum komórkowe występujące u wielu wiciowców, także u zoospor. Pełni funkcję filtru zasłaniającego fotoreceptor, przez co pozwala na ustalenie kierunku padania światła, umożliwiając komórkom kierowanie się ku światłu (fototaksja). Barwę nadają im karotenoidy. Podobnie jak w chromatoforach, mogą występować w nich ziarna skrobi.

    Balaenoptera omurai – mało poznany gatunek walenia z rodziny fałdowców. Po raz pierwszy opisany przez trzech japońskich biologów Shiro Wada, Masayuki Oishi i Tadasu K. Yamada w 2003 roku (w wydaniu Nature z 20 listopada).

    Neuron, komórka nerwowa – rodzaj elektrycznie pobudliwej komórki zdolnej do przetwarzania i przewodzenia informacji w postaci sygnału elektrycznego. Neurony są podstawowym elementem układu nerwowego zwierząt. Najwięcej neuronów znajduje się w ośrodkowym układzie nerwowym w skład którego wchodzi mózgowie oraz rdzeń kręgowy.

    Nature versus nurture (z języka angielskiego, także nature vs. nurture, nature or nurture, termin tłumaczony na polski różnie: "natura czy wychowanie", "natura czy kultura"; termin angielski jest często stosowany w języku polskim bez tłumaczenia) – spór naukowy dotyczący tego, czy w procesie kształtowania się osobowości bardziej istotny jest wpływ środowiska (wychowanie, kultura, itp.) czy biologia (hormony, geny, itp.). Svante Pääbo (ur. 20 kwietnia 1955) – szwedzki biolog specjalizujący się w genetyce ewolucyjnej, pracownik w Instytucie Maxa Plancka w Lipsku, gdzie m.in. kierował pracami w dziedzinie genomów neandertalczyka oraz człowieka z jaskini Denisowa.

    Michael Tomasello (ur. 18 stycznia 1950 w Bartow) – amerykański psycholog rozwojowy, dyrektor Instytutu Antropologii Ewolucyjnej im. Maxa Plancka. W latach 2002-2005 przewodniczył Międzynarodowemu Towarzystwu Badań nad Językiem Dzieci (IASCL).

    Dodano: 22.11.2008. 12:59  


    Najnowsze