Re: Ryby odzyskują oczy, żaby zęby,cz 2

Science nr 5474/2000

——————————————————————————–

„Uczeni są już na tropie genetycznych przyczyn powstawania nowych gatunków.

Podczas tegorocznego zjazdu amerykańskiego Towarzystwa Biologii

Rozwoju (Society for Developmental Biology) omawiano postępy badań nad

rozwojem różnych organizmów. Mówiono m.in. o roślinach, nicieniach,

muszce owocowej i myszach. Prawdziwe poruszenie wywołało jednak

wystąpienie naukowców z University of Maryland, którzy zajmowali się

pewnym gatunkiem ryby występującej w północno-wschodnim Meksyku.

Ślepiec jaskiniowy (Astyanax mexicanus) zamieszkuje bardzo

zróżnicowane środowiska: od pełnych światła wód powierzchniowych aż po

zbiorniki jaskiniowe. Osobniki występujące w tak odmiennych warunkach

różnią się między sobą dość znacznie. Żyjące w całkowitej ciemności

ślepce mają zdecydowanie bledsze ubarwienie, a przede wszystkim brak

im oczu. Aby jednak zrekompensować sobie brak wzroku, zastosowały

nieco uproszczone prawo Hammurabiego. Zamiast reguły „oko za oko, ząb

za ząb” jaskiniowe ryby wprowadziły w życie zasadę „oko za ząb” i w

zamian za zbędne w ciemnościach oczy wykształciły większą liczbę

zębów. Bezokie ślepce mają także więcej kubków smakowych niż ich

światłolubni pobratymcy. Jednak, mimo tak znacznych różnic, oba typy

ryb należą wciąż do jednego gatunku i mogą się krzyżować.

Zaintrygowani tymi odmiennościami naukowcy postanowili zbadać, czy

geny zaangażowane w rozwój oka są tak samo aktywne u obu typów ryb.

Okazało się, że jeden z nich – gen Pax6 – w zarodkach ryb jaskiniowych

nie działa w komórkach, z których u dorosłego osobnika powstaje oko.

Do powstania tak złożonego narządu potrzeba jednak współdziałania

większej liczby genów. Organy powstają najczęściej w wyniku tzw.

kaskady genów, z których jedne kontrolują aktywność drugich.

Głównym sprawcą utraty wzroku okazał się w ostatecznych badaniach gen

Sonic hedgehog (Shh), czyli „dźwiękowy jeż” (genetycy też mają

poczucie humoru!). Jest to jeden z nadrzędnych genów kontrolujących

rozwój ciała, zarządzający pozostałymi. Jeżeli jest on nieaktywny (np.

wskutek mutacji), rozwijająca się ryba wykształci tylko jedno, duże

oko pośrodku głowy. To zjawisko nazywa się cyklopią.

U badanych ślepców jaskiniowych stwierdzono zwiększoną aktywność genu

Shh. Powodowało to niedorozwój lub całkowity brak oczu. Ponieważ ten

sam gen odpowiada za wykształcenie się wielu elementów głowy ryby,

naukowcy podejrzewają, że jego zmieniona „jaskiniowa” wersja może

prowadzić do powstania zwiększonej liczby zębów i kubków smakowych u

ryb..”…………………….

parafia.centrumopatrznosci.pl/index.php?option=com_content&task=view&id=131&Itemid=24

Pamięć ewolucji

Redaktor: Krzysztof Mindewicz

07.04.2008.

„Newsweek”, 2008, nr 12, s. 70-75:

MARCIN RYSZKIEWICZ, PAMIĘĆ EWOLUCJI

Genom ma dobrą pamięć – zapisana jest w nim cała nasza ewolucyjna

przeszłość. Ślady chorób, na które zapadaliśmy, a nawet duchy

mikrobów, które je wywoływały.

Jednym z największych cudów opisanych w Biblii było przywrócenie przez

Jezusa wzroku człowiekowi ślepemu od urodzenia. Niedawno naukowcy

donieśli, że dokonali jeszcze większego wyczynu: przywrócili wzrok

ślepemu od narodzenia gatunkowi. I to przez krzyżowanie kompletnie

niewidzących osobników!

Utrata wzroku zdarza się w ewolucji dość często, w zasadzie zawsze,

gdy gatunek przestaje korzystać z oczu. I dzieje się to szybko.

Wszystkie ryby jaskiniowe, nawet te, które dopiero niedawno

skolonizowały podziemny świat, mają zdegenerowane oczy i są całkiem

ślepe (to samo dotyczy też innych żyjących w jaskiniach zwierząt,

zarówno kręgowców, choćby płazów, jak i bezkręgowców, np. owadów i

pająków). W każdym z tych przypadków ślepota następowała na skutek

gromadzenia się szkodliwych mutacji w genach, odpowiedzialnych za

powstawanie funkcjonalnych oczu. Narząd ten jest niezwykle

skomplikowany i tworzy się za sprawą współdziałania wielu genów,

przeto i dróg do ślepoty jest wiele. Czasem więc wystarczy mutacja

dezaktywująca jeden tylko gen, by proces formowania się oczu

skutecznie zakłócić.

Wiele gatunków ryb jaskiniowych ma jednak bliskich krewnych żyjących

na powierzchni, cieszących się, oczywiście, dobrym wzrokiem. Jeśli

rozejście się dróg ewolucyjnych spokrewnionych gatunków zaszło w

niedalekiej przeszłości, możliwe jest ich krzyżowanie – w takim

przypadku ich potomstwo niemal zawsze odzyskuje wzrok. Przyczyna jest

prosta: każdy ze zmutowanych, nieczynnych genów ma swój funkcjonalny

odpowiednik u form powierzchniowych. Dzięki temu u mieszańców, u

których każdy gen występuje w dwóch wariantach (matczynym i

ojcowskim), da się dożyć cały genetyczny program odpowiedzialny za

widzenie świata.

Duchy dawnych genów

Widzące potomstwo niewidzącego rodzica (nawet jeśli ów rodzic pochodzi

z linii ślepej od setek tysięcy lat) nie jest więc czymś nadzwyczajnym

– to jeszcze nie cud. Ale możliwe jest coś znacznie dziwniejszego:

przywrócenie wzroku poprzez krzyżowanie dwóch linii ślepych ryb, z

których każda utraciła wzrok przed z górą milionem lat. A to już

wydaje się ocierać o zjawiska nadprzyrodzone.

Takie doświadczenie przeprowadził zespół Richarda Borowsky’ego z

Nowego Jorku i wyniki swych prac opublikował w styczniowym numerze

„Current Biolo-gy” (2008). Do badań użyto dobrze znanych właścicielom

akwariów rybek tetra (kąsaczowate, należą do nich np. popularne

neonki) z Meksyku, żyjących zwykle w potokach i strumieniach górskich,

ale także na obszarach silnie skrasowia-łych, w rozległych systemach

jaskiń uformowanych przez wody podczas plejstocenu. Te żyjące pod

ziemią tetry z 29 głębokich jaskiń rozrzuconych po terytorium całego

Meksyku mają bardzo zdegenero-wane oczy (lub nie mają ich wcale) i

wszystkie mają swych naziemnych kuzynów, odznaczających się doskonałym

wzrokiem. Co ważne, wszystkie są ze sobą spokrewnione (choć

pokrewieństwo jest różne) i mogą się krzyżować, wydając na świat

płodne potomstwo. Krzyżówki form ślepych i widzących odzyskują wzrok –

była już o tym mowa – ale Borowsky postanowił sprawdzić, jak będą

wyglądać mieszańce rodziców jaskiniowych, gdy matka i ojciec pochodzą

z różnych populacji (i różnych jaskiń). Wyniki okazały się

zaskakujące: wśród potomstwa ślepych rodziców zawsze część rodziła się

z w pełni rozwiniętymi (choć mniejszymi) oczami i odzyskiwała wzrok

(co wykazano, skłaniając rybki do podążania za seriami poruszających

się błysków światła). Jak to możliwe?

Borowsky, który zainteresował się te-trami już wcześniej, zanalizował

ich geny wzroku i stwierdził, że u jednej z populacji jaskiniowych

*występowały one w 12 różnych odcinkach genomu rozrzuconych na wielu

chromosomach.*……..”