Hranice pro Mladé lidi

Úvod

když křížíte lva s tygrem, dostanete liger. Tato velká zvířata jsou obecně sterilní, což znamená, že nemohou mít potomky. Vědci si dlouho mysleli, že potomci z křížení mezi různými druhy—nazývanými hybridy—byli vždy sterilní. Další výzkum však ukázal, že některé hybridy mohou mít své vlastní potomky. Například v roce 1943 měl liger mláďata se lvem v německé Zoo Hellabrunn., Když hybridy křížení s jedním z rodičovských druhů, jako liger a lev v Německu, DNA může proudit z jednoho druhu do druhého. Tento proces je známý jako introgrese .

Introgrese vysvětluje, jak lidé získali nějakou neandrtálskou DNA. Po dlouhou dobu žili lidé pouze na afrických savanách. Asi před 45 000 lety opustili Afriku a migrovali do Evropy, kde přišli do styku s jiným lidským druhem-neandrtálci (Homo neanderthalensis). Neandrtálci nevypadali příliš odlišně od lidí., Byli trochu robustnější, měli delší paže a měli nápadný hřeben obočí nad očima (obrázek 1a). Někteří lidé měli děti s těmito neandrtálci. Když ty děti vyrostly, měly vlastní děti. A tak dále. Míchání těchto dvou lidských druhů vedlo k introgresi, výměně DNA. Protože lidé a neandrtálci měli jen děti mimo Afriku, nenajdete neandrtálskou DNA u dnešních afrických lidí. Ve zbytku světa však lidé mají asi 3% NEANDRTÁLSKÉ DNA.,

míchání barev

ale proč má většina lidí pouze asi 3% neandrtálskou DNA? DNA prvních hybridů člověk-neandrtálců byla 50% lidská a 50% Neandrtálská. Pokud by tyto hybridy měly děti s člověkem, procento NEANDRTÁLSKÉ DNA by kleslo na přibližně 25%. V příští generaci by se procento opět snížilo na polovinu. V určitém okamžiku neandrtálci vyhynuli. Stále nevíme přesně proč. Důsledkem této vyhynutí bylo, že lidé mohli mít děti pouze s jinými lidmi., Do lidského genomu nelze přidat žádnou novou neandrtálskou DNA a procento NEANDRTÁLSKÉ DNA se snížilo na 3%, které dnes vidíme.

tento scénář můžete porovnat s mícháním barvy dvou barev. Řekněme, že vyléváte žlutou (neandrtálskou) a červenou (lidskou) barvu do velkého kbelíku. Výsledkem je oranžová směs, která představuje první hybrid člověk-neandrtálský. Když přidáte další červenou barvu,směs se časem stává stále více červenou. Jinými slovy, DNA se v průběhu času stává stále více člověkem, protože lidé mají děti s jinými lidmi.,

pokud uděláme matematiku, můžeme vidět, že dosáhneme 3% NEANDRTÁLSKÉ DNA u asi pěti generací lidí, kteří se chovají s jinými lidmi. V každé generaci, podíl Neandrtálských DNA je na polovinu a snižuje takto: 50-25-12.5-6.25-3.125 (Obrázek 1B). Předpokládejme, že jedna generace se rovná 25 letům, věku, ve kterém by lidé mohli mít děti. Pak by lidé měli dosáhnout 3% NEANDRTÁLSKÉ DNA asi za 125 let (5 × 25). Ale lidé a neandrtálci se pářili před více než 40 000 lety! To je velký rozdíl. Procento NEANDRTÁLSKÉ DNA by mělo být mnohem, mnohem nižší., Abychom pochopili, proč jsme neztratili veškerou neandrtálskou DNA, musíme se dozvědět o jiném konceptu: adaptivní introgresi.

Černí vlci

abychom pochopili adaptivní introgresi, pojedeme do Severní Ameriky,kde se lesy potulují smečky vlků. Pokud sledujete dokumentární filmy o přírodě, možná jste si všimli, že tito vlci mají většinou šedou srst. Vnímaví vědci však pozorovali, že tam byli někteří vlci s tmavší srstí. Odkud ta tmavá srst pochází? Vědci studovali DNA těchto vlků a zjistili, že tmavá srst byla způsobena určitou variantou genu., Překvapivě vlci obvykle nemají tuto variantu genu. Ale psi Ano! Další analýzy odhalily, že v minulosti měli psi a vlci mláďata společně. Míchání těchto dvou druhů vedlo k výměně DNA, včetně variantního genu, který dal vlkům tmavší srst . Kvůli tomuto tmavšímu stínu byli tito vlci lépe maskováni v lese, což z nich činí lepší lovce. Výměna DNA – nebo introgrese – pomohla vlkům přizpůsobit se jejich prostředí. Proto se tento proces nazývá adaptivní introgrese., Jedinci s tmavší srstí přežili lépe než jejich šedí přátelé a měli více mláďat. Tato štěňata vypadala jako jejich rodiče a také měla tmavší srst. V průběhu času se genetická varianta pro tmavší srst stala běžnou v populaci (Obrázek 2). Evoluční biologové říkají, že rys tmavé kožešiny byl předmětem přirozeného výběru. Pokud se vrátíme k analogii míchání dvou barev Barvy, můžete porovnat prospěšnou genetickou variantu, jako je tmavá srst, s tvrdým blobem žluté barvy. Bez ohledu na to, kolik červené barvy přidáte, žlutá skvrna se nebude mísit, stále se vznáší v červené směsi.,

prospěšné Neandrtálské geny

stejná adaptivní introgrese se stala u NEANDRTÁLSKÉ DNA., Některé geny se ukázaly jako užitečné pro člověka a nezmizely z lidské DNA. 3% neandrtálskou DNA lze porovnat s několika žlutými skvrnami, které se vznášejí v červené barvě člověka. Jaké adaptace nám tyto neandrtálské geny poskytly? Vědci vytvářejí katalog všech prospěšných genů, které jsme dostali od neandrtálců . Podívejme se na některé z těchto genů. Například Gen mikrocefalin (MCPH1) zajišťuje, že vývoj mozku jde podle plánu., Možná tento neandrtálský Gen učinil lidi chytřejšími a lépe schopnými přežít na neprozkoumaných územích. Jiné neandrtálské geny, jako je čichový receptor 12d3 (OR12D3), jsou důležité pro trávení jídla. Lidé, kteří přišli do Evropy, byli konfrontováni se všemi druhy nových potravin. Geny neandrtálců jim pomohly rychle se přizpůsobit nové stravě. Některé geny mohly dokonce změnit tvar našich zubů!

zdá se, že několik genů, které lidé dostali od neandrtálců, také hraje roli v imunitním systému a chrání nás před určitými nemocemi., Tyto geny vytvářejí proteiny, které hledají lidské tělo pro škodlivé bakterie a viry. Když se s ním setkají, zachytí ho a ujistí se, že již nepoškodí tělo. To je podobné policistovi, který hlídá ulice a hledá zločince a dává je do vězení. Když lidé dorazili do Evropy, setkali se s mnoha novými nemocemi, které se v Africe nevyskytují. Jejich těla nebyla s těmito nemocemi obeznámena a rychle onemocněla., Neandrtálci se však s těmito nemocemi vypořádali tisíce let a jejich DNA měla správné geny pro boj s viry a bakteriemi, které způsobily tyto evropské nemoci. Když lidé dostali neandrtálskou DNA, dostali také geny pro boj s novými viry a bakteriemi. Dalo by se říci, že lidé dostali tým policistů obeznámených se zločinci v této oblasti. To usnadnilo dopadení zločinců a jejich uvěznění. Jak můžete vidět z těchto příkladů, neandrtálské geny v naší DNA byly velmi užitečné.,

závěr

takže pokud nejste Afričan, vaše DNA obsahuje pomlčku neandrtálských genů. Tyto geny se zasekly, protože byly pravděpodobně prospěšné pro člověka a pomohly našemu druhu přežít dodnes. Když se ohlédnu zpět, mohlo být dobře, že naši vzdálení předkové měli děti s neandrtálci. A pokud o tom přemýšlíte, neandrtálci nikdy nevyhynuli-žijí v DNA moderních lidí.

Glosář

Hybrid: kříženec dvou různých druhů.

Introgrese: výměna DNA mezi druhy pomocí hybridizace.,

přirozený výběr: evoluční proces, kterým se organismy s příznivými rysy častěji reprodukují. Přitom tyto rysy předávají další generaci. Postupem času tento proces umožňuje organismům přizpůsobit se jejich prostředí.

adaptace: vlastnost, která zvyšuje přežití a reprodukci jednotlivce ve srovnání s jinými jedinci v populaci.,

Prohlášení o střetu zájmů

autor prohlašuje, že výzkum byl proveden bez jakýchkoli obchodních nebo finančních vztahů, které by mohly být chápány jako potenciální střet zájmů.

Arnold, M. L. 2006. Evoluce Prostřednictvím Genetické Výměny. New York, NY: Oxford University Press.