A kenguru, a kacsacsőrűek nem kapcsolódnak egymáshoz; A Duke tudósai cáfolják az emlősök osztályozásának jelenlegi molekuláris módszerét

A kenguru, a kacsacsőrűek nem kapcsolódnak egymáshoz; A Duke tudósai cáfolják az emlősök osztályozásának jelenlegi molekuláris módszerét
A kenguru, a kacsacsőrűek nem kapcsolódnak egymáshoz; A Duke tudósai cáfolják az emlősök osztályozásának jelenlegi molekuláris módszerét
Anonim

DURHAM, N.C. – A Duke Egyetem tudósai szerint a kenguruk és a kacsacsőrű állatok egybesorolása az evolúciós családfán ugyanolyan abszurd, mintha a szomszédokat hozzáadnád saját családod ősi vonalához pusztán azért, mert osztoznak az opera iránti szeretetedben.

A jelenlegi molekuláris módszer azonban a mitokondriális DNS-nek az emlősök fejlődésének osztályozására olyan hibás, hogy tévesen nagyon különböző emlősöket kapcsolhatott össze – mondták a tudósok.Az emlősök elemzésére szolgáló mitokondriális DNS-módszer a feje tetejére állította azt a józan ész megközelítését, hogy az emlősöket hasonló anatómiai tulajdonságok vagy "morfológia" alapján kapcsolják össze.

A 15 féle emlős genetikai anyagának elemzésére szolgáló átfogóbb módszerrel a Duke kutatói kimutatták, hogy az eltérő állatokat (vízilót és bálnát, kengurut és kacsacsőrűt) összekapcsoló mitokondriális DNS-módszer statisztikailag megbízhatatlan. evolúciós genetika – mondta Randy Jirtle, a Duke Egyetem Orvosi Központjának sugáronkológiai professzora. Saját kutatásaik nukleáris génekkel (a sejtmagból vagy a sejtmagból származó gének) közel 100 százalékos statisztikai valószínűséget mutattak annak, hogy a Duke eredményei helyesek.

A mitokondriumok a sejt erőművei, és saját génjeik vannak, amelyek az anyai vonalon keresztül öröklődnek. A tudósok azért alkalmazzák ezt a módszert, mert a mitokondriális DNS könnyebben hozzáférhető, könnyebben szekvenálható, és minden többsejtű állat rendelkezik mitokondriumokkal, míg nem minden állatnak ugyanaz a nukleáris génje.

A tanulmány eredményeit az Mammalian Genome folyóirat 2001. július 1-i számában tették közzé.

Ezek a meggyőző eredmények késztették a kutatókat arra, hogy határozottan támogassák a Theria-hipotézist az emlősök három fő csoportjának osztályozásáról. A Theria-hipotézis azt állítja, hogy az eutherek (emberek, patkányok, sertések, bálnák stb.) és erszényes állatok (kenguruk, wallabies, koalák stb.) közös ősből, a monotrémek (kacsacsőrű, echidna) pedig más ősből fejlődtek ki. és külön földtömegen. Az evolúció tanulmányozásának mitokondriális módszere azonban alátámasztja a Marsupionta-hipotézist, amely a kacsacsőrűt és a kengurut együtt helyezi el. Ez a vita több mint két évszázadon át tart azóta, hogy felfedezték, hogy a kacsacsőrű petéket rak.

"Tanulmányunk az első, amely statisztikailag egyértelmű eredményeket ad az emlősök Theria-hipotézis alapján történő osztályozása javára, ahogyan azt a paleontológusok már régóta teszik a kövületek tanulmányozása során" - mondta Jirtle."Most újra meg kell vizsgálnunk azon tudósok eredményeit, akik mitokondriális DNS-szekvenciákat használtak emlősök, például vízilovak és bálnák összekapcsolására."

A Duke tudósai úgy állították elő eredményeiket, hogy 15 különböző emlős genetikai anyagából egy teljes nukleáris gént izoláltak, majd meghatározták az egyedi genetikai kódot vagy szekvenciát, amely megkülönbözteti az egyes emlősökben lévő géneket a többitől.

Ezután a gén molekuláris tulajdonságainak számítógépes szoftverbe való csatlakoztatásával – hasonlóan ahhoz, mint a szemszínnek és a fülcimpa szerkezetének egy családfa-szoftverbe – a tudósok azonosították, mely állatok rendelkeznek közös DNS-jellemzőkkel, és melyek nem. A nukleáris gének tanulmányozásából származó adatok egyértelműen azt mutatták, hogy az erszényes állatok (kenguruk, oposszumok stb.) közös evolúciós hátterük van az eutheriákkal (emberek, sertések stb.), az egyszínű állatok (kacsacsőrű, echidna) pedig külön fejlődtek. Jirtle szerint ezek a következtetések ellentmondanak azoknak az állításoknak, amelyekről Ulfur Arnason és munkatársai 1997-ben a Proceedings of the National Academy of Science folyóiratban megjelentek.

A pusztán akadémiai értékén kívül a tudósok azt mondták, hogy az emlősök helyes osztályozása kritikus fontosságú, mert segít a biológusoknak az egyik emlőstől tanult információt az azonos osztályba tartozó többi emlősre alkalmazni anélkül, hogy minden emlősön azonos molekuláris vizsgálatokat kellene végezniük.

"A családfa kulcsfontosságú evolúciós útiterv" - mondta Keith Killian, a Duke molekuláris fejlődéssel és evolúcióval foglalkozó kutatója. "Ha megpróbálja nyomon követni például a magzati szívfejlődés evolúciós lépéseit, hogy jobban megértse, hogyan fordulnak elő a magzati rendellenességek, segít megtudni, mely emlősök rokonok, így pontos következtetéseket vonhat le az egyik emlősről egy másik emlős fejlődéséből."

Az elmúlt években a tudósok egyre inkább a mitokondriális DNS használatára hagyatkoztak, hogy összehasonlítsák az emlősöket, és ezáltal összekapcsolják azokat, amelyek rokonok az evolúciós fával.

De Killian azt mondta, hogy a mitokondriális DNS több okból is félrevezető eredményeket ad.A legfontosabb az, hogy több emberi beavatkozásra van szükség annak eldöntéséhez, hogy mely információk legyenek betáplálva a számítógéppel, ami növeli az emberi elfogultság kockázatát. Valójában, amikor az adatokat három különböző laboratóriumnak adták elemzésre, három különböző családfát hoztak létre, mondta Killian.

Másodszor, a "bootstrap érték" – a gének rokonságának mérőszáma –, amelyet a számítógép az előrejelzései pontosságához rendel, az emlősök társulásaira vonatkozó mitokondriális vizsgálatok során meglehetősen alacsony volt, 40 és 60 százalék között mozog.

Ezzel szemben a Duke-tanulmány 97-100 százalékos bootstrap támogatást produkált mindhárom emlőscsoportot képviselő állatok nukleáris génjei összehasonlításakor. Az általuk vizsgált emlősök közé tartozott a kacsacsőrű echidna, az oposszum, a falka, a sündisznó, az egér, a patkány, a nyúl, a tehén, a disznó, a denevér, a cickány, a colugo, a gyűrűs makik és az emberek.

"Ez az első molekuláris evolúciós tanulmány, amely komolyan és határozottan állítja, hogy a paleontológusoknak mindvégig igazuk volt az emlősök csoportosításában, ahogyan tették" - mondta Killian. "Kiderült, hogy a józan ész helyes."

A Duke tudósai felismerték a nagy nukleáris gének használatának erejét molekuláris evolúciós vizsgálatokhoz, amikor az inzulinszerű növekedési faktor II receptor (IGF2R) nevű gént szekvenálták, hogy meghatározzák evolúciós történetét a sejtnövekedéssel és az emlősökkel kapcsolatban. túlszaporodás a klónozott állatokban. Killian azt mondta, hogy ez a gén különösen alkalmas az evolúciós kutatásra, mert nagyon nagy; minden emlősnek megosztja, sőt halakban és puhatestűekben is előfordul; és kritikus információkat nyújt az imprintingnek nevezett genetikai jelenség evolúciójáról. Így jelentős mennyiségű statisztikailag értelmes adatot szolgáltat az emlősök közötti evolúciós kapcsolat meghatározásához.

"A prominens gének, például az IGF2R használata az emlősök osztályozására lehetővé tette, hogy egyszer és mindenkorra lezárjuk a Theria kontra Marsupionta vitát" - mondta Killian.

A dokumentum további kutatói közé tartozik Thomas R. Buckley, a Duke korábbi kutatója, valamint Niall Stewart és Barry L. Munday, a Tasmania Egyetem Akvakultúra Iskolájának munkatársa.

A tanulmányt a National Institutes of He alth, a Defense Department, a Sumitomo Chemical Company Ltd. és az AstraZeneca Pharmaceuticals Ltd. támogatásaiból finanszírozták.

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