• Artykuły
  • Forum
  • Ciekawostki
  • Encyklopedia
  • Polak udowodnił plastyczność fenotypową u kopalnych głowonogów

    01.03.2011. 00:33
    opublikowane przez: Redakcja Naukowy.pl

    Polski paleontolog Adrian Kin udowodnił zjawisko plastyczności genotypowej - czyli zmienności organizmu, np. kształtu i wielkości ciała, pod wpływem warunków panujących w środowisku - na przykładzie kopalnych głowonogów - amonitów. Wyniki swoich prac naukowiec z Instytutu Nauk Geologicznych Wydziału Biologii i Nauk o Ziemi Uniwersytetu Jagiellońskiego i prezes Stowarzyszenia Przyjaciół Nauk o Ziemi "Phacops" opublikował w najnowszym numerze prestiżowego periodyku "Cretaceous Research".

    Zjawisko plastyczności fenotypowej jest powszechnie znane wśród biologów ewolucyjnych i genetyków. Do tej pory nikt jednak nie udowodnił tego fenomenu na przykładzie amonitów - kopalnych głowonogów sprzed dziesiątków milionów lat.

    We współczesnych badaniach laboratoryjnych na zmiany środowiskowe wywoływane przez naukowców wyjątkowo podatne okazały się rośliny i zwierzęta bezkręgowe - mięczaki, owady i skorupiaki.

    Efektem celowo zwiększanej presji ze strony wyspecjalizowanych drapieżników lub oddziaływania szkodliwych substancji chemicznych, a nawet zmian w dostępności i rodzaju pożywienia, są spontanicznie pojawiające się modyfikacje ciała organizmów.

    "Wśród najbardziej spektakularnych przejawów plastyczności fenotypowej - zarówno naturalnie występującej w przyrodzie, jak i eksperymentalnie wywoływanej przez badaczy - obserwuje się zmiany w proporcjach poszczególnych narządów (np. odnóży, oczu), znaczące zmniejszanie lub zwiększanie rozmiarów ciała, a nawet wytwarzanie urozmaiconych elementów obronnych, przykładowo chitynowego pancerza czy wydatnych kolców" - wyjaśnia w rozmowie z PAP Adrian Kin.

    Największą trudnością w jego pracy było to, że badane przez niego gatunki kopalne bezpowrotnie wyginęły, nie pozostawiając po sobie żyjących potomków.

    Paleontolog starał się wykazać, że szczegółowa analiza morfometryczna bogatej kolekcji skamieniałości kredowego amonita z gatunku Acanthoscaphites tridens (uwzględniająca charakterystykę muszli poszczególnych okazów) umożliwia przedstawienie ich ciągłej zmienności morfologicznej, która może wskazywać na obecność zjawiska plastyczności fenotypowej.

    "Okazało się, że wśród przedstawicieli tego kredowego amonita znajdowały się zarówno niewielkie okazy posiadające liczne wydatne kolce i grube żebra, nieco większe formy o lżejszej ornamentacji muszli, duże formy z nielicznymi kolcami, a także duże i bardzo duże okazy o drobno prążkowanych muszlach, których najwięksi przedstawiciele prawdopodobnie w ogóle nie wytwarzali kolców" - mówi Kin.

    Badacz zaproponował, aby zmiany wielkości oraz ornamentacji tych amonitów uznać za efekt okresowo wzrastającego natężenia drapieżnictwa w kredowym morzu.

    Odkrycie Kina rzuca nowe światło na studium różnorodności morfologicznej wielu grup mezozoicznych amonitów, znanych z nierzadko fantazyjnie ornamentowanych muszli.

    Ustalenia naukowca, jeśli zostaną zaakceptowane przez środowisko akademickie, mogą znacząco wpłynąć na systematykę tych kopalnych głowonogów - być może niepotrzebnie części amonitów nadano nowe nazwy podgatunkowe czy nawet nazwy gatunkowe, podczas gdy są to te same zwierzęta. Niedziedzicznym zmianom ulegała jedynie ich wielkość i kształt.

    "Poszedłem tym tropem dalej i opracowałem koncepcję klas fenomorficznych. Zgodnie z moją interpretacją przedstawiają nieznane dotychczas z zapisu kopalnego przykłady powtarzalnej zmienności fenotypowej kolejnych populacji pojedynczego gatunku amonitów. Wydaje się również, że teoria ta może być użyteczna w przypadku analizy zakresu plastyczności fenotypowej u innych grup kopalnych bezkręgowców" - podsumowuje Kin.

    PAP - Nauka w Polsce, Szymon Zdziebłowski

    kap/


    Czy wiesz ĹĽe...? (beta)

    Plastyczność fenotypowa – zdolność jednego genotypu do wytworzenia kilku alternatywnych fenotypów. O fenotypie wspólnie z genotypem decydują czynniki środowiskowe. Zmiana warunków środowiska może także prowadzić do zmiany fenotypu. Plastyczność fenotypowa jest jednym z podstawowych mechanizmów adaptacji i obejmuje szereg zmian morfologicznych, fizjologicznych i behawioralnych, obserwowanych u wielu organizmów. Zjawisko jest przedmiotem badań wielu dziedzin biologi, w tym genetyki, genomiki, biologii ewolucyjnej, ekologii, fizjologii i biologii rozwoju. Jest szeroko rozpowszechnione w przyrodzie i w różny sposób może wpływać na tempo ewolucji, przyspieszając ją, spowalniając lub nie zmieniając tempa zmian ewolucyjnych.

    Urąbkowate (Donacidae) – rodzina małży z rzędu Veneroida obejmująca około 60 współcześnie żyjących gatunków. Są to zwierzęta morskie, niewielkich rozmiarów, przeciętnie 20–40 mm, tylko nieliczne z nich dorastają do 150 mm długości. Muszle w kształcie trójkąta, o bokach spłaszczonych, mocne, połyskliwe. Szczyty muszli są położone blisko jej tylnej krawędzi. Ubarwienie periostrakum zwykle żółte lub fioletowe, u niektórych gatunków bardzo zmienne – w obrębie tego samego gatunku spotykane są muszle o barwie od śnieżnobiałej po ciemnofioletową. Zmienność barw i proporcji muszli nastręcza trudności taksonomicznych. Przykładowo, wykazano, że przedstawiciele dwóch gatunków współwystępujących w strefie upwellingu Prądu Peruwiańskiego wyróżnianych ze względu na różnice w proporcjach muszli – Donax marincovichi i Donax obesulus – nie różnią się od siebie genetycznie. Połówki pustych muszli często pozostają złączone. Noga urąbkowatych jest mocna i długa – umożliwia wykonywanie skoków lub szybkie zakopanie się w dnie.

    Urąbkowate (Donacidae) – rodzina małży z rzędu Veneroida obejmująca około 60 współcześnie żyjących gatunków. Są to zwierzęta morskie, niewielkich rozmiarów, przeciętnie 20–40 mm, tylko nieliczne z nich dorastają do 150 mm długości. Muszle w kształcie trójkąta, o bokach spłaszczonych, mocne, połyskliwe. Szczyty muszli są położone blisko jej tylnej krawędzi. Ubarwienie periostrakum zwykle żółte lub fioletowe, u niektórych gatunków bardzo zmienne – w obrębie tego samego gatunku spotykane są muszle o barwie od śnieżnobiałej po ciemnofioletową. Zmienność barw i proporcji muszli nastręcza trudności taksonomicznych. Przykładowo, wykazano, że przedstawiciele dwóch gatunków współwystępujących w strefie upwellingu Prądu Peruwiańskiego wyróżnianych ze względu na różnice w proporcjach muszli – Donax marincovichi i Donax obesulus – nie różnią się od siebie genetycznie. Połówki pustych muszli często pozostają złączone. Noga urąbkowatych jest mocna i długa – umożliwia wykonywanie skoków lub szybkie zakopanie się w dnie.

    Kryterium uplastycznienia albo inaczej warunek plastyczności umożliwia w wypadku złożonego stanu naprężenia określenie czy materiał przekroczył granicę plastyczności.

    Wzornik do obciągania używany jest do plastycznego kształtowania blachy na maszynach zwanych obciągarkami. W czasie obciągania następuje przekroczenie granicy plastyczności kształtowanej blachy. Ponieważ nie występuje zjawisko odprężenia, wzornik do obciągania może być wykonany dokładnie zgodnie z kształtem i wymiarami gotowego wyrobu. Im gładsza powierzchnia wzornika, tym obciąganie jest łatwiejsze. W celu zmniejszenia tarcia używane są różne smary. Wzorniki do obciągania wykonuje się z:

    Mnemiopsis leidyi – monotypowy gatunek żebropława, występujący pierwotnie w przybrzeżnych wodach zachodniego Atlantyku. Od lat osiemdziesiątych rozprzestrzenia się w innych akwenach świata. Obojnak, zdolny do samozapłodnienia. Posiada lucyferazę, jest zdolny do bioluminescencji. Wykazuje duże zdolności do regeneracji utraconych części ciała. Drapieżnik o dużej plastyczności fenotypowej, jego inwazje doprowadziły do katastrof ekologicznych w ekosystemach Morza Czarnego i Morza Kaspijskiego. Zawleczony do Bałtyku, występuje w wodach Zatoki Gdańskiej.

    Tektonika solna - termin z zakresu nauk geologicznych, opisujący zespół zjawisk i form tektonicznych związanych z występowaniem soli. Są one charakterystyczne, gdyż sól cechuje się wysoką plastycznością i mniejszą gęstością niż większość skał. Najbardziej typowym jej przejawem jest wyciskanie soli ku górze, co prowadzi do przebicia jej przez nadległe warstwy skalne.

    Dodano: 01.03.2011. 00:33  


    Najnowsze