Grænser for Unge Sind

introduktion

Når du krydser en løve med en tiger, får du en liger. Disse store dyr er generelt sterile, hvilket betyder, at de ikke kan have afkom. I lang tid troede forskere, at afkom fra kryds mellem forskellige arter—kaldet hybrider—altid var sterile. Men yderligere forskning afslørede, at nogle hybrider kan have deres eget afkom. I 1943 havde en liger for eksempel unger med en løve i den tyske Hellabrunnoooo., Når hybrider interbreed med en af deres forældrearter, såsom ligeren og løven i Tyskland, kan DNA strømme fra den ene art til den anden. Denne proces er kendt som introgression .

Introgression forklarer, hvordan mennesker opnåede noget Neanderthal DNA. I lang tid levede mennesker kun på de afrikanske savanner. For omkring 45.000 år siden forlod de Afrika og migrerede til Europa, hvor de kom i kontakt med en anden menneskelignende Art-neandertalerne (Homo neanderthalensis). Neandertalerne så ikke meget anderledes ud end mennesker., De var lidt mere robuste, havde længere arme og havde en slående panderyg over øjnene (figur 1A). Nogle mennesker havde børn med disse neandertalere. Da børnene voksede op, havde de deres egne børn. Og så videre. Blandingen af disse to menneskelige arter resulterede i introgression, udveksling af DNA. Fordi mennesker og neandertalere kun havde børn uden for Afrika, vil du ikke finde Neanderthal DNA i nutidens afrikanske folk. Men i resten af verden har folk omkring 3% Neanderthal DNA.,

blanding af maling

men hvorfor har de fleste kun omkring 3% Neanderthal DNA? DNA ‘ et fra de første human-Neanderthal hybrider var 50% human og 50% Neanderthal. Hvis disse hybrider havde børn med et menneske, ville procentdelen af Neanderthal DNA falde til omkring 25%. I den næste generation vil procentdelen blive halveret igen. På et tidspunkt uddøde neandertalerne. Vi ved stadig ikke præcis hvorfor. Konsekvensen af denne udryddelsesbegivenhed var, at mennesker kun kunne have børn med andre mennesker., Intet nyt Neanderthal DNA kunne føjes til det menneskelige genom, og procentdelen af Neanderthal DNA blev reduceret til de 3%, vi ser i dag.

Du kan sammenligne dette scenario med at blande maling i to farver. Lad os sige, at du hælder gul (Neanderthal) og rød (menneskelig) maling i en stor spand. Resultatet er en orange blanding, som repræsenterer den første menneske-Neanderthal hybrid. Når du tilføjer mere rød maling, bliver blandingen mere og mere rød med tiden. Med andre ord bliver DNA ‘ et mere og mere menneskeligt over tid, da mennesker har børn med andre mennesker.,

Hvis vi laver matematikken, kan vi se, at vi når 3% Neanderthal DNA i omkring fem generationer af mennesker, der opdrætter med andre mennesker. I hver generation halveres procentdelen af Neanderthal DNA og falder som følger: 50-25-12.5-6.25-3.125 (figur 1B). Lad os antage, at en generation er lig med 25 år, den alder, hvor folk måske har børn. Derefter skulle mennesker have nået 3% Neanderthal DNA på cirka 125 år (5.25). Men mennesker og neandertalere parrede sig for mere end 40.000 år siden! Det er en stor forskel. Procentdelen af Neanderthal DNA bør være meget, meget lavere., For at forstå, hvorfor vi ikke har mistet alt Neanderthal DNA, skal vi lære om et andet koncept: adaptiv introgression.

sorte ulve

for at forstå adaptiv introgression rejser vi til Nordamerika, hvor pakker af ulve strejfer rundt i skovene. Hvis du ser naturdokumentarer, har du måske bemærket, at disse ulve for det meste har grå pels. Men opfattende forskere observerede, at der var nogle ulve med mørkere pels. Hvor kom den mørke pels fra? Forskerne studerede DNA fra disse ulve og opdagede, at den mørke pels var forårsaget af en bestemt variant af et gen., Overraskende har ulve normalt ikke denne variant af genet. Men hunde gør! Yderligere analyser afslørede, at, i fortiden, hunde og ulve havde hvalpe sammen. Blandingen af disse to arter førte til udveksling af DNA, inklusive variantgenet, der gav ulve mørkere pels . På grund af denne mørkere nuance blev disse ulve bedre camoufleret i skoven, hvilket gjorde dem bedre jægere. Udvekslingen af DNA – eller introgression—hjalp ulvene med at tilpasse sig deres miljø. Derfor kaldes denne proces adaptiv introgression., Personer med mørkere pels overlevede bedre end deres grå venner og havde flere hvalpe. Disse hvalpe lignede deres forældre og havde også mørkere pels. Over tid blev den genetiske variant for mørkere pels almindelig i befolkningen (figur 2). Evolutionære biologer siger, at den mørke pelsegenskab var underlagt naturlig udvælgelse. Hvis vi vender tilbage til analogien med at blande to farver maling, kan du sammenligne en gavnlig genetisk variant som mørk pels med en hård klat gul maling. Uanset hvor meget rød maling du tilføjer, vil den gule klat ikke blande, den holder flydende rundt i den røde blanding.,

gavnlige Neanderthal gener

den samme adaptive introgression skete med Neanderthal DNA., Nogle gener viste sig at være nyttige for mennesker og forsvandt ikke fra det humane DNA. Det 3% neanderthale DNA kan sammenlignes med flere gule klatter, der flyder rundt i den røde menneske-maling. Hvilke tilpasninger gav disse Neanderthal gener os? Forskere laver et katalog over alle de gavnlige gener, vi modtog fra neandertalere . Lad os se på nogle af disse gener. Genmikrocephalin (MCPH1) sikrer for eksempel, at udviklingen af hjernen går efter planen., Måske gjorde dette Neanderthal gen mennesker smartere og bedre i stand til at overleve i uudforskede områder. Andre Neanderthal gener, såsom olfaktorisk receptor 12D3 (OR12D3), er vigtige for fordøjelsen af mad. Mennesker, der ankom til Europa, blev konfronteret med alle typer ny mad. Generne fra neandertalerne hjalp dem med at tilpasse sig hurtigt til en ny diæt. Nogle gener har måske endda ændret formen på vores tænder!

flere gener, som mennesker modtog fra neandertalere, ser også ud til at spille en rolle i immunsystemet og beskytter os mod visse sygdomme., Disse gener gør proteiner, der søger menneskekroppen efter skadelige bakterier og vira. Når de støder på en, fanger de det og sørger for, at det ikke gør mere skade på kroppen. Dette ligner en politibetjent, der patruljerer gaderne på udkig efter kriminelle og sætter dem i fængsel. Da mennesker ankom til Europa, stødte de på mange nye sygdomme, der ikke forekommer i Afrika. Deres kroppe var ikke bekendt med disse sygdomme, og de blev syge hurtigt., Neandertalerne havde imidlertid håndteret disse sygdomme i tusinder af år, og deres DNA havde de rigtige gener til at bekæmpe de vira og bakterier, der forårsagede disse europæiske sygdomme. Når mennesker modtog Neanderthal DNA, fik de også generne til at bekæmpe de nye vira og bakterier. Man kan sige, at mennesker fik et team af politifolk kender de kriminelle i området. Det gjorde det lettere at fange de kriminelle og sætte dem i fængsel. Som du kan se fra disse eksempler, har Neanderthal-generne i vores DNA været meget nyttige.,

konklusion

så hvis du ikke er afrikansk, indeholder dit DNA et strejf af Neanderthal gener. Disse gener sidder fast, fordi de sandsynligvis var gavnlige for mennesker, hvilket hjælper vores art med at overleve til i dag. Ser tilbage, det kunne have været godt, at vores fjerne forfædre havde børn med neandertalere. Og hvis du tænker over det, blev neandertalerne aldrig udryddet-de lever videre i moderne menneskers DNA.

ordliste

Hybrid: en krydsning mellem to forskellige arter.

Introgression: udveksling af DNA mellem arter ved hjælp af hybridisering.,

naturligt valg: den evolutionære proces, hvormed organismer med gunstige træk er mere tilbøjelige til at reproducere. Dermed, de videregiver disse træk til den næste generation. Over tid tillader denne proces organismer at tilpasse sig deres miljø.

tilpasning: et træk, der øger overlevelse og reproduktion af et individ sammenlignet med andre individer i befolkningen.,

Erklæring om interessekonflikt

forfatteren erklærer, at forskningen blev udført i mangel af kommercielle eller økonomiske forhold, der kunne fortolkes som en potentiel interessekonflikt.Arnold, M. L. 2006. Evolution Gennem Genetisk Udveksling. Ne.York, NY: O .ford University Press.