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.*……..”