A vízi madarak génjeinek tanulmányozása meglepő kapcsolatokat és evolúciós történelmet tár fel

A vízi madarak génjeinek tanulmányozása meglepő kapcsolatokat és evolúciós történelmet tár fel
A vízi madarak génjeinek tanulmányozása meglepő kapcsolatokat és evolúciós történelmet tár fel
Anonim

A folyóirat 2001. július 7-i számában publikálandó kutatási jelentés szerint a vízimadarak génjeinek átfogó elemzése olyan családfát tárt fel, amely drámaian különbözik a madarak testfelépítésén alapuló hagyományos rokoni csoportosításoktól. a Royal Society tagja, és szerepelt a szám borítóján.

A tanulmány legmegdöbbentőbb és legváratlanabb megállapítása, hogy az elegáns flamingó legközelebbi élő rokona, hosszú lábaival gázlóra épített, nem egy másik hosszú lábú gázlómadár, hanem a zömök vöcsök. búvárkodáshoz épített rövid lábak.Blair Hedges, a Penn State evolúcióbiológusa szerint a két faj, amelyek génjei meglepően jobban hasonlítanak egymás génjére, mint bármely más madár génjére, egyébként nem mutatnak külső hasonlóságot.

Hedges vezeti annak a két kutatócsoportnak az egyikét, amelyek a tanulmányban együttműködve két különböző típusú genetikai elemzést végeztek külön forrásból származó DNS-minták felhasználásával. A másik csoportot John A. W. Kirsch, a zoológia professzora és a Wisconsini Egyetem Állattani Múzeumának igazgatója vezeti. "Tudtuk, hogy az emberek nehezen fogadják el ezeket az eredményeket, ezért úgy döntöttünk, hogy a két tanulmányunkat együtt, ugyanabban az újságban tesszük közzé, mert az egyesített bizonyítékok súlya meglehetősen erős" - mondja Hedges.

A tanulmány másik meglepő következtetése, hogy olyan fizikai jellemzők, mint a hosszú lábak és a úszóhártyás lábfejek – amelyeket hagyományosan arra használnak, hogy a tollas madarakat különböző állományokba csoportosítsák a madarak családfáján – nem csak egyszer fordultak elő a madarak evolúciójának története során., ahogyan a hagyományos osztályozási rendszer fémjelzi feltételezése volt.Ehelyett a tanulmány azt sugallja, hogy az ilyen struktúrák többször is kialakultak a különböző vízi madárfajok történetében. Mivel a vizsgálatban szereplő fajok közül sok a madarak családfa egy ágának végén található "gallyakon" található - nem távolabb az időben a "törzsén" -, a tanulmány arra is utal, hogy "a vízi madarak evolúciós változásai a korábban felismertnél gyorsabb ütemben haladt” – magyarázza Marcel van Tuinen, a Hedegs kutatócsoport tagja.

A tudósok azt mondják, úgy érzik, hogy kutatásaik következtetéseit megerősíti a két különböző elemzési technika kombinációja, a különböző forrásokból származó genetikai anyagok felhasználása, valamint mindkét tanulmány átfogósága. A Kirsch-laboratórium a „DNS/DNS-hibridizáció” nevű technikát, a Hedges-laboratórium pedig a „DNS-szekvenálás” nevű technikát alkalmazta.

A DNS/DNS hibridizációs technika két faj közötti genetikai hasonlóság mértékének mérésére szolgáló módszer az egyes fajok DNS-molekuláiban található összes genetikai anyag – a teljes genom – összehasonlításával."A madarakban a teljes genom körülbelül 20-30 ezer vagy több gént tartalmaz" - mondja Hedges.

Ezzel szemben a DNS-szekvenálási technika az egyes gének összetételének célzottabb összehasonlítása – a DNS-molekula specifikus szakaszai, amelyek meghatározott öröklött tulajdonságok kódjait hordozzák. A szekvenálási technika összehasonlítja a gén legbelső molekulapárjainak, úgynevezett "bázispároknak" a tényleges sorrendjét vagy szekvenciáját, amelyek egymás mellé vannak felfűzve a DNS-molekula magja mentén, és amelyek összetartják az alkotó molekulákat. két oldala.

A Kirsch-laboratóriumban végzett hibridizációs vizsgálatok 21 fajra vonatkoztak, amelyek a vízi madarak fő családjait képviselik. A Hedges-laboratóriumban végzett szekvenálási vizsgálatok mind a 28 fajból 6 gént tartalmaztak – ez a valaha végzett legnagyobb ilyen vizsgálat, amelyet vízi madarakon végeztek.

"Sosem gondoltuk volna, hogy a flamingó és a vöcsök legközelebbi rokonai lesznek, és annyira meglepett minket ez az eredmény, hogy további vizsgálatokat végeztünk a flamingó és vöcsök genetikai anyagának különböző forrásaiból, és ugyanazokat az eredményeket kaptuk." Hedges azt mondja."Sok embernek nehézségei lehetnek egy ideig elhinni ezeknek a genetikai vizsgálatoknak az eredményeit, de nagy súlyuk van, mert rengeteg adatunk van két különböző technikából, és ez mind ugyanazt a képet festi az emberiség evolúciós történetéről. vízi madarak." Hedges azt jósolja, hogy a genetikai bizonyítékok mindaddig gyűlnek, amíg súlyuk elég meggyőző lesz ahhoz, hogy a legtöbb tudós általánosan elfogadja. Azt mondja: "Én azt szeretem a tudomány működésében, hogy végül az igazság győz."

TOVÁBBI INFORMÁCIÓ AZ ELEMZÉSI TECHNIKÁKRÓL

DNS/DNS-hibridizáció

Azok a kutatók, akik Kirsch-hez hasonlóan a DNS/DNS hibridizációt használják, a hosszú DNS-molekula két oldalának kettéválásával kezdik úgy, hogy majdnem forráspontig hevítik, ami megszakítja a két oldal közötti kötéseket a kb. milliárd összekötő pont a hosszában. Ezután összekeverik a két különböző fajból származó felhasadt DNS-t, majd lehűtik a keveréket, amíg a kötések újra kialakulnak azokon a pontokon, ahol a szekvenciák kémiailag kompatibilisek, így hibrid DNS-molekulákat hoznak létre, amelyek a két különböző faj genetikai anyagából épülnek fel.A folyamat utolsó lépése a szálak ismételt felmelegítése, ezúttal megmérve azt a hőmérsékletet, amelyen szétválnak. Ha a DNS-szekvenciák tökéletesen illeszkednének, akkor a hőmérséklet, amelyen szétválnak, ugyanaz lenne, mint egyetlen faj DNS-ének. Minden fokkal alacsonyabb hőmérséklet egy százalékos különbségnek felel meg a két faj DNS-szekvenciájában. A hibrideken vannak olyan foltok, ahol a két DNS-szál nem kötődik, mert ott a szekvenciák nem egyeznek. Ha sok ilyen eltérés van, a hibrid molekula nagyon könnyen hasad alacsonyabb hőmérsékleten, mert kevesebb kötést kell felszakítani, ami kevesebb energiát igényel.

DNS-szekvenálás

Azok a kutatók, akik Hedgeshez hasonlóan a DNS-szekvenálási technikát használják, olyan primerek tervezésével kezdik, amelyek specifikus mitokondriális és nukleáris génekhez kötődnek. Ezután "szekvenálják", vagy meghatározzák a DNS bázispárjait ezen gének mentén. Aztán összehasonlítják az általuk vizsgált fajok génjeit. A Hedges-laboratórium megtette azt a további lépést, hogy az általuk vizsgált kétszálú DNS-molekulák mindkét oldalával külön-külön végezte el a technikát „kettős ellenőrzésként, csak hogy megbizonyosodjon arról, hogy adataink pontosak” – magyarázza.

Népszerű téma

Érdekes cikkek
Rólunk
Olvass tovább

Rólunk

A fishcustomaquariums.com webhelyről

Kapcsolatok
Olvass tovább

Kapcsolatok

A fishcustomaquariums.com oldal elérhetőségei

A fishcustomaquariums.com adatvédelmi irányelvei
Olvass tovább

A fishcustomaquariums.com adatvédelmi irányelvei

A fishcustomaquariums.com adatvédelmi irányelvei