• Artykuły
  • Forum
  • Ciekawostki
  • Encyklopedia
  • Jak muszka owocówka skolonizowała Europę

    29.04.2011. 16:37
    opublikowane przez: Redakcja Naukowy.pl

    Jeszcze 10.000 lat temu poszukiwanie muszki owocówki Drosophila melanogaster w Europie i Azji zakończyłoby się niepowodzeniem, gdyż w owym okresie gatunek ten występował wyłącznie w Afryce subsaharyjskiej. Obecnie muszka owocówka występuje równie powszechnie poza Afryką, jak i na jej terenie.

    Tymczasem wyniki nowych badań przeprowadzonych przez naukowców z Uniwersytetu Medycyny Weterynaryjnej w Wiedniu pokazują, że chociaż rozprzestrzenienie się muszki owocówki na północ zbiega się z intensyfikacją rolnictwa i związanymi z nią zmianami środowiskowymi, to tak naprawdę czynniki genetyczne a nie środowiskowe uruchomiły kolonizację Europy i Azji przez muszkę owocówkę.

    Badania, których wyniki zostały opublikowane w czasopiśmie Public Library of Science (PLoS) Genetics wyjaśniają, że pierwsze muszki owocówki, które przeniosły się z Afryki subsaharyjskiej znalazły się w warunkach całkowicie odmiennych od tych, do których były przyzwyczajone, przede wszystkim w niższych temperaturach.

    W związku z tym, że musiały się przystosować do nowego środowiska, tysiące lat ewolucji doprowadziły do skrajnych różnic między populacjami muszki owocówki w Afryce i w Europie. Różnice te dotyczą głównie cech charakterystycznych związanych z temperaturą, takich jak pigmentacja, rozmiar i odporność na zimno.

    We wcześniejszych badaniach przeprowadzonych przez autora raportu, Christiana Schlötterera, pojawiła się sugestia, że białko kodowane przez jeden gen, znane pod nazwą crm (ang. cramped) mogło pomóc muszce owocówce przystosować się i przetrwać w chłodniejszym klimacie, w jakim się znalazła. Jednakże niewiele było dowodów na poparcie tej teorii.

    Aby rozwinąć ten temat, zespół zbadał, które geny mogą podlegać regulacji przez białko crm będące czynnikiem transkrypcyjnym. Naukowcy skoncentrowali się na genach, o których wiadomo, że pełnią kluczową rolę w rozwoju skrzydeł, jak tak zwany gen ci (cubitus interruptus), których regulacja jest uzależniona od temperatury. Wyniki pokazały, że istotnie białko crm jest niezbędne do aktywacji genu ci.

    Zgodnie z tą logiką naukowcy pomyśleli, że jeżeli białko crm jest ważne w reakcji na temperaturę, to można by również wykazać, że warianty (lub allele) białka crm występujące w Europie funkcjonują odmiennie od wariantów występujących u muszek owocówek zamieszkujących Afrykę subsaharyjską.

    Aby ujawnić którąkolwiek z tych potencjalnych różnic w garniturze, usunęli skutki innych lokalizacji w genomie muszki. W obecności różnych wariantów crm przeanalizowali, jak zmiany temperatury wpływają na ekspresję genu ci oraz cechy charakterystyczne, takie jak pigmentacja brzuszna samic i grzebienie płciowe samców, o których wiadomo, że pozostają pod wpływem temperatury.

    Wyniki pokazały, że przypuszczenia zespołu były prawidłowe - różne warianty crm były powiązane ze znaczącymi różnicami w oddziaływaniu temperatury na te cechy.

    Odkryto, że białko crm ogranicza odrębne procesy w różnych temperaturach, co sugeruje, że zmiany w białku crm mogły brać udział w przeciwdziałaniu wpływowi różnych temperatur na muszkę.

    Christian Schlötterer wyjaśnia znaczenie tych odkryć dla naszej wiedzy na temat ewolucji: "Zwykle wyobrażamy sobie postęp ewolucyjny jako nabywanie nowych funkcji. Niemniej przystosowaniu muszki do chłodniejszego środowiska wydają się towarzyszyć raczej zmiany w głównym regulatorze, po to by wcześniej istniejące funkcje zostały zachowane mimo zmiany okoliczności."

    Za: CORDIS

    Czy wiesz ĹĽe...? (beta)

    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.

    Mothers against decapentaplegic homolog 4 (SMAD family member 4, SMAD4) – ludzki gen kodujący liczący 552 reszty aminokwasowe polipeptyd, zaangażowany w sygnalizację komórkową. Należy do rodziny białek Darfwin, do której należą białka modulujące aktywność białek nadrodziny TGFβ. SMAD4 przyłącza inne SMADs, takie jak SMAD1 czy SMAD2, tworząc kompleks wiążący DNA i działający jako czynnik transkrypcyjny. SMAD4 jest jedynym poznanym ssaczym coSMAD. SMAD4 jest homologiem Mothers against decapentaplegic u muszki owocówki.

    Mothers against decapentaplegic homolog 4 (SMAD family member 4, SMAD4) – ludzki gen kodujący liczący 552 reszty aminokwasowe polipeptyd, zaangażowany w sygnalizację komórkową. Należy do rodziny białek Darfwin, do której należą białka modulujące aktywność białek nadrodziny TGFβ. SMAD4 przyłącza inne SMADs, takie jak SMAD1 czy SMAD2, tworząc kompleks wiążący DNA i działający jako czynnik transkrypcyjny. SMAD4 jest jedynym poznanym ssaczym coSMAD. SMAD4 jest homologiem Mothers against decapentaplegic u muszki owocówki.

    Kinazy białkowe – grupa kinaz, których substratami są białka. Enzymy te przeprowadzają reakcję fosforylacji cząsteczki specyficznego dla danej kinazy białka. Fosforylacja zwykle prowadzi do zmiany konformacji cząsteczki białka i, w konsekwencji, zmiany jego aktywności, zdolności do wiązania się z innymi białkami albo przemieszczenia cząsteczki w obrębie komórki. Do 30% białek podlega regulacji na tej drodze; większość szlaków metabolicznych komórki, zwłaszcza sygnalizacyjnych, angażuje enzymy z grupy kinaz białkowych. W ludzkim genomie zidentyfikowano kilkaset genów kodujących sekwencje aminokwasowe kinaz białkowych (około 2% wszystkich genow). Funkcja kinaz białkowych podlega wielostopniowej regulacji, również angażującej kinazy i fosfatazy białkowe; fosforylacja białka kinazy może zwiększać albo zmniejszać jej aktywność. Białka aktywatorowe lub inhibitorowe przez przyłączanie się do domen regulatorowych kinaz również wpływają na ich aktywność. Niektóre kinazy posiadają domenę regulatorową, którą same mogą fosforylować (autofosforylacja albo cis-fosforylacja).

    Kinazy białkowe – grupa kinaz, których substratami są białka. Enzymy te przeprowadzają reakcję fosforylacji cząsteczki specyficznego dla danej kinazy białka. Fosforylacja zwykle prowadzi do zmiany konformacji cząsteczki białka i, w konsekwencji, zmiany jego aktywności, zdolności do wiązania się z innymi białkami albo przemieszczenia cząsteczki w obrębie komórki. Do 30% białek podlega regulacji na tej drodze; większość szlaków metabolicznych komórki, zwłaszcza sygnalizacyjnych, angażuje enzymy z grupy kinaz białkowych. W ludzkim genomie zidentyfikowano kilkaset genów kodujących sekwencje aminokwasowe kinaz białkowych (około 2% wszystkich genow). Funkcja kinaz białkowych podlega wielostopniowej regulacji, również angażującej kinazy i fosfatazy białkowe; fosforylacja białka kinazy może zwiększać albo zmniejszać jej aktywność. Białka aktywatorowe lub inhibitorowe przez przyłączanie się do domen regulatorowych kinaz również wpływają na ich aktywność. Niektóre kinazy posiadają domenę regulatorową, którą same mogą fosforylować (autofosforylacja albo cis-fosforylacja).

    Diafragma - przyrząd służący do pokazania prawidłowego ustawienia muszki w stosunku do szczerbiny celownika bezpośrednio na przyrządach celowniczych broni strzeleckiej oraz prawidłowego zgrania równej muszki z punktem celowania.

    Diafragma - przyrząd służący do pokazania prawidłowego ustawienia muszki w stosunku do szczerbiny celownika bezpośrednio na przyrządach celowniczych broni strzeleckiej oraz prawidłowego zgrania równej muszki z punktem celowania.

    Dodano: 29.04.2011. 16:37  


    Najnowsze