Arnar Pálsson. „Getur verið að neanderdalsmaðurinn hafi ekki dáið út heldur blandast nútímamanninum?“. Vísindavefurinn 18.4.2011. http://visindavefur.is/?id=8426.
Getur verið að neanderdalsmaðurinn hafi ekki dáið út heldur blandast nútímamanninum?
Hinn vitiborni maður (Homo sapiens) er eina núlifandi manntegundin á jörðinni. Steingervingasagan sýnir að við erum komin af stórri fjölskyldu manntegunda, sem flestar bjuggu í Afríku en dreifðust einnig um gamla heiminn. Á hverjum tíma voru líklega uppi nokkrar misjafnlega skyldar manntegundir. Því er eðlilegt að spyrja um útdauða neanderdalsmanna, hvenær deildi Homo sapiens jörðinni með öðrum manntegundum, og hvernig var samskiptum þessara tegunda háttað? Bárust þær á banaspjót eða blönduðu þær geði og jafnvel blóði? Mannfræðingar hafa tekist á við þessar spurningar. Búsvæði og lífshættir apa og manna valda því að beinaleifar og steingervingar þessara tegunda eru af skornum skammti. Engu að síður hafa fundist leifar tveggja manntegunda sem staðfest er að hafi lifað á jörðinni á síðustu 50.000 árum (eftir að nútímamaðurinn kom fram). Yngstu leifar Homo neanderthalensis eru um það bil 30.000 ára og heillegustu eintök Homo floresiensis eru áætluð 12.000 ára. Neanderdalsmenn eru velþekktir (sjá til dæmis svar við spurningunni Hvað er mannkynið gamalt?), nokkrar höfuðkúpur, bein og tennur hafa fundist í Mið-Evrópu og Kákasus. Homo floresiensis er mun umdeildari, meðal annars vegna þess að um er að ræða dvergvaxta mannveru sem fannst á einni indónesískri eyju. Færð hafa verið rök fyrir því að ekki sé um sérstaka tegund að ræða, heldur einstakling sem ef til vill þjáðist af vannæringu eða vaxtar- eða beinasjúkdómi. Ekki er vitað með vissu hvort Homo floresiensis sé raunverulega áður óþekkt manntegund eða ekki.
Er einhver svipur?
Frá árinu 1995 hefur orðið bylting í raðgreiningu erfðamengja lífvera. Samhliða hefur fleygt fram tækni við einangrun á erfðaefni úr beinaleifum, sem gerði erfðafræðingum kleift að raðgreina litning hvatbera úr tönn neanderdalsmanns (Krings o.fl. 1997). Niðurstöður sýndu óyggjandi að H. neanderthalensis var ættingi nútímamannsins og að við áttum sameiginlegan forföður fyrir um 500.000-700.000 árum síðan. Ekkert í röðum hvatbera okkar og neanderdalsmanna benti til erfðablöndunar, samanber orð Einars Árnasonar: „Neanderthalsmenn urðu útdauða án þess að skilja eftir sig afkomendur." (Höfum við beina línu forfeðra frá öpum til nútímamanns eða vantar enn "týnda hlekkinn"?). En litningur hvatberans er bara hluti erfðamengisins og hvert gen hefur sína sögu. Því var lagt í að raðgreina erfðaefni úr beinum þriggja neanderdalsmanna. Niðurstöðurnar birtust í maí 2010 og staðfestu mat á aldri hins sameiginlega forföður. Þær sýndu líka að neanderdalsmennirnir þrír voru náskyldir innbyrðis, skyldari en Afríkumenn og Japanar nútímans. Merkilegast er að ákveðnir hlutar erfðamengis neanderdalsmanna svipar til erfðamengis Homo sapiens. Besta skýringin er að nokkur gen og litningabútar í okkur séu ættuð úr Neanderdal. Slíkt gerist ekki nema með æxlunum og kynblöndun. Önnur staðreynd rennir stoðum undir þessa túlkun. Gen kennd við Neanderdal finnast ekki alls staðar. Þau finnast ekki í afrísku fólki, eingöngu í mönnum sem búa utan Afríku. Það er í samræmi við bestu þekkingu um landfræðilega dreifingu þessara föllnu frænda okkar. Þeir bjuggu í Evrasíu og hafa líklega blandast forfeðrum okkar eftir að þeir fluttu frá Afríku. Svarið við spurningunni er því já. Niðurstöðurnar benda því til að þótt neanderdalsmenn hafi kvatt jörðina endalega, megi finna afrit af genum þeirra í sumum okkar.
Heimildir, ítarefni og mynd:
- J. Krause o.fl. 2007. Neanderthals in central Asia and Siberia. Nature 449, 902-904. doi:10.1038/nature06193
- P. Brown o.fl. 2004. A new small-bodied hominin from the Late Pleistocene of Flores, Indonesia. Nature 431, 1055-106. doi:10.1038/nature02999
- M. Krings o.fl. 1997. Neandertal DNA sequences and the origin of modern humans. Cell 90, 19-30.
- R. E. Green o.fl. 2008. A complete Neandertal mitochondrial genome sequence determined by high-throughput sequencing. Cell 134, 416-26.
- R. E. Green o.fl. 2010. A draft sequence of the Neandertal genome. Science 328, 710-722.
- Mynd: ScienceDaily (26. október 2007).
Hér er einnig svarað spurningunum:
- Hvað varð um neanderdalsmanninn?
- Gátu nútímamaðurinn og neanderdalsmaðurinn getið afkvæmi saman? Eða geta vísindin útilokað þetta?
Arnar Pálsson. „Er hægt að klóna manneskju?“. Vísindavefurinn 24.1.2011. http://visindavefur.is/?id=23014.
Breskur hópur tilkynnti árið 2005 að þeir hefðu búið til mennskan klón, með flutningi á kjarna úr fósturfrumu í egg. Þeir sögðust hafa myndað fimm slík fóstur og síðan eytt þeim þegar þau náðu kímblöðru-stiginu. Bandarískur hópur hélt því fram að þeir hefðu myndað kímblöðrur á svipaðan hátt, en með kjarna úr húðfrumu fullvaxta einstaklings. Þessar niðurstöður hafa ekki fengist staðfestar. Eins er frægt þegar suður-kóreski vísindamaðurinn W. S. Hwang tilkynnti að hann hefði búið til stofnfrumur úr ákveðnum einstaklingum með kjarnaflutningi og klónun. Hér er hugmyndin að nota klónun til þess að búa til stofnfrumu, sem nýta mætti til að meðhöndla sjúkdóma. Hwang var síðar uppvís að svindli og að minnsta kosti ein grein hans í Science (“Patient-specific embryonic stem cells derived from human SCNT blastocysts”), dregin til baka. Það segir hins vegar ekkert um hvort stofnfrumur nýtist eða ekki í lækningaskyni. Siðfræðingar og vísindamenn hafa lagst eindregið gegn klónun mannfólks, vegna þess að það þykir stríða gegn réttindum einstaklingsins og vegna þess hversu mikil óvissa er um árangur aðferðanna. Það er ekki boðlegt að búa til mann með ófullkominni tækni, því líkurnar á mistökum, fósturgöllum og alvarlegum aukaverkunum eru miklar. Klónun tilraunadýra og húsdýra hefur nefnilega gengið misjafnlega, fjöldi fóstra deyr á fósturskeiði og mörg dýr deyja skömmu eftir fæðingu. Sum þeirra hafa engu að síður lifað eðlilegu og löngu lífi, sem bendir til þess að aðferðirnar megi bæta. Frekari fróðleikur á Vísindavefnum:
Heimild og mynd:
Arnar Pálsson. „Er það rétt sem Dr. House segir í einum þætti að ef DNA okkar breytist um 1% þá verðum við höfrungar? “. Vísindavefurinn 9.12.2011. http://visindavefur.is/?id=61036.
Er það rétt sem Dr. House segir í einum þætti að ef DNA okkar breytist um 1% þá verðum við höfrungar?
Sjónvarpspersónan Dr. House segir eitthvað á þessa leið í einum þætti: „Ef DNA okkar breytist um 1% þá verðum við höfrungar.“ Þessi setning felur í sér þá hugmynd að menn og höfrungar séu eins að upplagi. Það er rétt, menn (homo sapiens) og höfrungar eru bæði spendýr með áþekka grunnbyggingu og líkamsstarfsemi. Dr. House, eða nánar tiltekið handritshöfundar þáttanna, fara hins vegar frjálslega með nokkrar staðreyndir. Höfrungur er nefnilega samheiti fyrir tugi tegunda smárra hvala í fjölskyldunni (Delphinidae) sem skipa má í nokkrar ættir. Innan ættarinnar rúmast meira að segja háhyrningar (Orcinus orca) og fimm aðrar tegundir sem í daglegu tali kallast hvalir, enda eru þær mjög stórvaxnar. Ættartré þessara tegunda hafa verið afhjúpuð með samanburði á DNA-röðum, bæði hvatbera og annarra gena. Niðurstöðurnar eru þær að sumar tegundir höfrunga eru mjög náskyldar, en aðrar, eins og árhöfrungar í Amasón, aðskildust fyrir meira en 20 milljón árum. Á svipuðum tíma var uppi síðasti sameiginlegi forfaðir manna og Rhesusapa. Gögnin sýna einnig að höfrungar og flóðhestar nútímans áttu sameiginlegan forföður fyrir um það bil 50 milljón árum. Aðrir náskyldustu ættingjar höfrunga eru klaufdýr, sem innihalda meðal annars kýr og kindur.
En hversu mikill munur er þá á erfðamengi manna og höfrunga? Munurinn milli manna og simpansa er um það bil 1%, þegar við einskorðum okkur við samanburð á þeim hlutum genanna sem mynda prótín. Aðrir hlutar erfðamengisins breytast hraðar og eru ólíkari milli tegunda. Einungis eitt erfðamengi höfrungs hefur verið raðgreint í heild, það er erfðamengi stökkuls (Tursiops truncatus), en unnið er að raðgreiningu nokkurra annara. Verkefnið 10K genomes miðar að því að raðgreina alls 10.000 hryggdýr. Mismunurinn á genum manna og höfrunga er mun meiri en það 1% sem Dr. House var lagt í munn. Sum gen eru ólík um 3%, önnur 7% og enn önnur mun ólíkari. Að auki hafa gen líka tapast eða orðið til í þróunarsögu þessara tegunda. Hluti af erfðamengi okkar er af sama meiði og erfðamengi höfrunga, en við höfum einnig tapað nokkrum genum sem höfrungar bera enn þá í sér. Að sama skapi höldum við í nokkur gen sem þeir hafa tapað. Einfalt bókhald á erfðamengjum manns og simpansa sýnir að okkur áskotnuðust einnig nokkrir tugir gena á undangengnum 3-5 milljón árum. Algengast er að slíkt verði þegar eitt gen tvöfaldast, en einnig verða til gen við samruna tveggja gena og jafnvel framandi DNA-búta. Rannsóknir á þróun höfrunga og annarra spendýra afhjúpa að auki undarlegt mynstur. Hraði þróunar (fjöldi basabreytinga) er mismikill á ólíkum greinum þróunartrésins. Mælingar sýna að meðal spendýra breytist hvatberalitningurinn um 1% á hverjum milljón árum. Það þýðir að einn af hverjum 100 bösum í DNA breytist á þessum tíma. Hvalir og höfrungar eru hins vegar með mun lægri þróunarhraða í hvatberanum, um 0,25% á hver milljón ár. Ástæðan er líklega hinn langi kynslóðatími hvala miðað við meðal spendýrið. Heimildir og ítarefni:
25. október síðastliðin hélt Verkfræði- og náttúruvísindasvið Háskóla Íslands vísindadag hátíðlegan.
Af því tilefni voru Örnólfur Thorlacius og Sigurður H. Richter heiðraðir fyrir sín vísindastörf, og fyrir þeirra vösku framgöngu sem umsjónarmenn þáttarins Nýjasta tækni og vísindi sem sýndur var í Sjónvarpinu um árabil.
Margt var í boði þennan dag, m.a. erindi sérfræðinga við sviðið. Yðar æruverðugur tók þátt, með því að flytja stutt erindi um Rætur fjölbreytileika lífríkisins.
Breytingar á tjáningu gena eru oft samfara breytingum á útliti eða svipfari dýra. Sum gen sem stýra þroskun eru mjög vel varðveitt í þróunarsögu dýra. Önnur gen þróast hraðar, og hafa áhrif á marga ólíka eiginleika. Þar skiptir mestu frávik í stjórnun á genum, sem getur nýst við þróun lífvera. Sérstaklega verður fjallað um rannsóknir á rákageninu Evenskipped, sem myndar liði í fóstrum ávaxtaflugunar. Rannsóknir stjórnröðum þess gens sýna að þróun er bæði íhaldsöm og ævintýragjörn.
Erindið er byggt á nýlegri yfirlitsgrein í Náttúrufræðingnum, Stefnumót skilvirkni og breytileika – snertiflötur þroskunar og þróunar
og grein í Plos One. http://www.plosone.org/article/info%3Adoi%2F10.1371%2Fjournal.pone.0091924
Sorry this part has not been translated
Sorry this part has not been translated
Sorry this part has not been translated
Í aldanna rás hafa náttúruunnendur og fræðimenn heillast af margbreytilegum formum, atferli og lífsháttum ólíkra tegunda. Árið 1858 færðu Charles Darwin og Alfred Wallace rök fyrir mikilvægi náttúrulegs vals í mótun og viðhaldi fjölbreytileika lífvera. Kenningin um þróun vegna náttúrulegs vals útskýrir samt ekki efnislegar rætur breytileikans; hvernig svartbakar þroskast og krónublöð sólblómanna taka sitt nákvæma form. Eiginleikar lífvera mótast af erfðum, umhverfi og tilviljun. Arfgerð einstaklings í viðeigandi umhverfi leiðir af sér svipgerð í gegnum flókið og fjölþætt ferli sem kallast þroskun. Hér verður fjallað um grundvallaratriði þroskunar og hvernig þau tengjast þróun lífvera. Greinin er þannig uppbyggð að fyrst eru svipfar og erfðir skilgreind, og samspil þeirra og umhverfisins rædd. Síðan verða lögmál þróunar útlistuð. Þroskun er kynnt sérstaklega, og samspil hennar við þróun, t.d. út frá vexti og sérhæfingu fruma. Einnig verður fjallað sérstaklega um örlagakort þroskunar og varðveislu þroskunarferla sem afhjúpa skyldleika lífvera. Að endingu verður rætt um hvernig þróun getur notað breytileika í þroskun, þrátt fyrir að þroskunin sé mjög stöðug.
Þetta er upphaf greinar sem ég skrifaði fyrir Náttúrufræðinginn, sem kom út nú í vikunni (Náttúrufræðingurinn 84 (1–2), bls. 53–60, 2014). Reyndar hófust skrifin árið 2009 þegar við nokkrir líffræðingar stóðum fyrir fyrirlestraröð um Darwin og útgáfu rigerðarsafns honum til heiðurs. Grein þessi var ekki tilbúin í tíma og varð því ekki hluti af Arfleifð Darwins, þ.e.a.s. bókinni sem kom út hjá Hinu íslenska bókmenntafélagi.
Hin nýja líffræði kennd við sameindir spratt úr rannsóknum á eðli og náttúru lífefna, erfða og örvera um miðja síðustu öld. Hún byggði á grunnsetningu Charles Darwins (1809–1882) og Alfred Wallace (1823–1913) að allt líf á jörðinni væri af sömu rót. Því mætti læra um eiginleika manns og húsdýra með því að rannsaka gerla. Jacques Lucien Monod (1910–1976) var í fylkingarbrjósti hinnar nýju fræðigreinar og gerði hana að viðfangsefni í bókinni Tilviljun og nauðsyn, ritgerð um náttúrulega heimspeki nútímalíffræði. Bókin kom upprunalega út 1969 í Frakklandi en var gefin út hérlendis haustið 2012 af Hinu íslenska bókmenntafélagi. Guðmundur Eggertsson prófessor emeritus við Háskóla Íslands þýddi en Björn Þorsteinsson heimspekingur ritstýrir lærdómsritaröðinni.
Bókin samanstendur af níu köflum og fjórum viðaukum um tæknilegri atriði. Fyrst skilgreinir Monod grunneiginleika lífs og lífvera. Næst er fjallað um eldri heimspeki um eðli lífsins og tilgátur, t.d. um sjálfkviknun lífs, sem líffræði tuttugstu aldar afsannaði og afgreiddi sem ranghugmyndir. Monod tekur síðan til við að lýsa meginatriðum sameindakenningarinnar í köflum þrjú til sex. Þar er hann á heimavelli og útskýrir innviði frumunar, uppbyggingu erfðaefnisins og erfðatáknmálsins. Hann útlistar stóru drættina í starfsemi prótína, sem geta skipt um virkni eftir því hvaða form þau taka, og hvernig sveiganleiki og veik efnatengi nýtast frumum við daglegan rekstur. Sjöundi kafli fjallar um þróun lífsins og áttundi um tvö af stærstu viðfangsefnum líffræðinnar uppruna lífs og eiginleika taugakerfis mannsins og meðvitundar. Í síðasta kaflanum ræðir hann bollalengingar sínar um heimspekilegar afleiðingar sameindakenningarinnar og framfara í vísindum. Hann leggur út frá þróun mannsins og hugmyndum um að tilurð tungumáls hafi frelsað manninn og gert þróun hugmynda mögulega. Að síðustu skissar hann nýja vísindalega heimspeki. Hér verður efni bókarinnar ekki rakið í þaula, en stiklað á nokkrum lykilatriðum. Höfuðáherslan er lögð á sameindakenninguna og uppgötvanir Monod og félaga. Heimspeki og samfélagssýn Monods verður rædd á öðrum vettvangi.
Þannig hefst ritfregn, sem við skrifuðum fyrir Náttúrufræðinginn sem kom út nú í vikunni.
Náttúrufræðingurinn 84 (1–2), bls. 72–73, 2014.
Sorry this part has not been translated
