Grenser for Unge Sinn

Innledning

Når du krysser en løve med en tiger, vil du få en liger. Disse store dyrene er vanligvis sterilt, noe som betyr at de ikke kan få avkom. For en lang tid, forskere trodde at avkom fra krysser mellom ulike arter såkalte hybrider—alltid var steril. Men videre forskning viste at noen hybrider kan ha sine egne avkom. I 1943, for eksempel, en liger hadde unger med en løve i den tyske Hellabrunn Zoo., Når hybrider interbreed med en av sine foreldre arter, slik som liger og løven i Tyskland, DNA kan strømme fra en art til den andre. Denne prosessen er kjent som introgression .

Introgression forklarer hvordan mennesker fått noen Neandertaler-DNA. For en lang tid, mennesker levde kun på det Afrikanske savanner. Om 45,000 år siden, de forlot Afrika og migrert til Europa, hvor de kom i kontakt med et annet menneske-som arter–Neandertalerne (Homo neanderthalensis). Neandertalerne ikke så veldig forskjellige fra mennesker., De var litt kraftigere, hadde lengre armer, og hadde en slående panne åskam over øynene (Figur 1A). Noen mennesker hadde barn med disse Neandertalerne. Når disse barna vokste opp, hadde de barn av sine egne. Og så videre. Blanding av disse to menneskearter resulterte i introgression, utveksling av DNA. Fordi mennesket og Neandertalerne bare hadde barn utenfor Afrika, vil du ikke finne Neandertaler-DNA i dagens Afrikanske folk. Men i resten av verden, folk har om lag 3% Neandertaler-DNA.,

Blande Maling

Men hvorfor gjør de fleste bare har ca 3% Neandertaler-DNA? DNA-den første human-Neandertaler-hybrider var 50% menneskelig og 50% Neandertaler. Hvis disse hybridene hadde barn med et menneske, andel av Neandertaler-DNA ville falle til ca 25%. I den neste generasjonen, prosentandel ville bli halvert igjen. På et tidspunkt, Neandertalerne gikk utdødd. Vi vet fortsatt ikke nøyaktig hvorfor. Konsekvensen av dette utryddelse hendelsen var at mennesker kunne bare har barn med andre mennesker., Ingen nye Neandertaler-DNA kan legges til det menneskelige genom, og andelen av Neandertaler-DNA redusert til 3% vi ser i dag.

Du kan sammenligne denne situasjonen til å blande maling av to farger. La oss si at du helle gul (Neandertaler) og rød (human) maling i en stor bøtte. Resultatet er en oransje blanding, som representerer det første mennesket-Neandertaler-hybrid. Når du legger til mer rød maling, blanding vil bli mer og mer rød over tid. Med andre ord, DNA blir mer og mer menneskelig over tid, som mennesker har barn med andre mennesker.,

Hvis vi gjør matematikk, kan vi se at vi nå 3% Neandertaler-DNA i omtrent fem generasjoner av mennesker avl med andre mennesker. I hver generasjon, andel av Neandertaler-DNA er halvert og reduseres som følger: 50-25-12.5-6.25-3.125 (Figur 1B). La oss anta at en generasjon er lik 25 år, en alder der folk kunne få barn. Så, mennesker bør ha nådd 3% Neandertaler-DNA i ca 125 år (5 × 25). Men mennesket og Neandertalerne parret mer enn 40 000 år siden! Det er en stor forskjell. Prosentandelen av Neandertaler-DNA bør være mye, mye lavere., For å forstå hvorfor vi har ikke mistet alle Neandertaler-DNA, vi trenger å lære om et annet konsept: adaptive introgression.

Svart Ulver

for Å forstå adaptive introgression, vil vi reise til Nord-Amerika, der pakker ulver som vandrer rundt i skogene. Hvis du ser på naturen dokumentarer, kanskje du har lagt merke til at disse ulvene det meste har grå pels. Men oppfatter forskerne observerte at det var noen ulver med mørkere pels. Der gjorde at mørk pels kommer fra? Forskerne har studert DNA av disse ulvene, og oppdaget at den mørke pelsen var forårsaket av en bestemt variant av et gen., Overraskende, ulv normalt ikke har denne varianten av genet. Men hunder gjør! Ytterligere analyser viste at, i det siste, hunder og ulver hadde unger sammen. Blanding av disse to artene førte til utveksling av DNA, inkludert variant gen som ga wolves mørkere pels . På grunn av dette mørkere nyanse, disse ulvene var bedre kamuflert i skogen, noe som gjør dem bedre jegere. Utveksling av DNA—eller introgression—hjalp ulvene tilpasse seg sitt miljø. Det er grunnen til at denne prosessen kalles adaptive introgression., Personer med mørkere pels overlevde bedre enn sine grå venner og hadde flere unger. Disse ungene så ut som sine foreldre, og hadde også mørkere pels. Over tid er det en genetisk variant for mørkere pels ble vanlig i befolkningen (Figur 2). Evolusjonære biologer si at den mørke pels trekk var utsatt for naturlig utvalg. Hvis vi kommer tilbake til analogien til å blande to farger maling, kan du sammenligne en gunstig genetisk variant som mørk pels med en hard blob av gul maling. Uansett hvor mye rød maling du legge til, den gule blob vil ikke mix, det holder flyter rundt i den røde blandingen.,

Gunstig Neandertaler-Gener

Det samme adaptive introgression skjedde med Neandertaler-DNA., Noen gener viste seg å være nyttig for mennesker og ikke forsvinne fra det menneskelige DNA. 3% Neandertaler-DNA kan sammenlignes med flere gule blobs som flyter rundt i den røde human-maling. Hvilke tilpasninger som gjorde disse Neandertaler-gener gir oss? Forskere er å lage en katalog over alle de gode gener vi har mottatt fra Neandertalerne . La oss ta en titt på noen av disse genene. Genet microcephalin (MCPH1), for eksempel sikrer at utviklingen av hjernen går i henhold til planen., Kanskje dette Neandertaler-genet gjort mennesker smartere og bedre i stand til å overleve i uutforskede territorier. Andre Neandertaler-gener, for eksempel olfactory reseptor 12D3 (OR12D3), er viktig for fordøyelsen av mat. Mennesker som er kommet til Europa ble konfrontert med alle typer av ny mat. Genene fra Neandertalerne hjalp dem til å tilpasse seg raskt til et nytt kosthold. Noen gener kan også ha endret formen på våre tenner!

Flere gener som mennesker som er mottatt fra Neandertalerne synes også å spille en rolle i immunforsvaret, beskytter oss mot visse sykdommer., Disse genene lage proteiner som søker den menneskelige kroppen for skadelige bakterier og virus. Når de støter på en, de tar det og sørge for at det ikke gjør mer skade på kroppen. Dette ligner en politimann som patruljerer gatene på jakt etter kriminelle og sette dem i fengsel. Når mennesker kom i Europa, de fant mange nye sykdommer som ikke forekommer i Afrika. Kroppene deres var ikke kjent med disse sykdommene, og de ble syke raskt., Neandertalerne, men hadde kommet med disse sykdommene i tusenvis av år og deres DNA hadde de rette genene til å bekjempe virus og bakterier som forårsaket disse Europeiske sykdommer. Når mennesker ikke mottatt Neandertaler-DNA, de fikk også gener for å kjempe mot nye virus og bakterier. Du kan si at mennesker har et team av politi som er kjent med de kriminelle i området. Det gjorde det lettere å fange kriminelle og sette dem i fengsel. Som du kan se av disse eksemplene, de Neandertaler-gener i vårt DNA har vært veldig nyttig.,

Konklusjon

Så, hvis du er ikke Afrikansk, DNA inneholder en dash av Neandertaler-gener. Disse genene fast rundt fordi de var sannsynligvis gunstig for mennesker, å hjelpe våre arter overlevd frem til i dag. Ser tilbake, kunne det ha vært god for at våre fjerne forfedre hadde barn med Neandertalerne. Og, hvis du tenker på det, Neandertalerne aldri gikk utdødd–de bor på i DNA av moderne mennesker.

Ordliste

Hybrid: En krysning mellom to ulike arter.

Introgression: utveksling av DNA mellom arter ved hjelp av hybridisering.,

Naturlig Utvalg: Den evolusjonære prosessen som organismer med gunstige egenskaper er mer sannsynlig til å reprodusere. Ved å gjøre det, de passerer disse egenskapene videre til neste generasjon. Over tid, og denne prosessen gjør at organismer for å tilpasse seg sitt miljø.

Tilpasning: En egenskap som øker overlevelse og reproduksjon av et individ i forhold til andre individer i populasjonen.,

interessekonflikt Uttalelse

forfatteren erklærer at forskningen ble gjennomført i fravær av kommersielle eller finansielle forhold som kan oppfattes som en potensiell interessekonflikt.

Arnold, M. L. 2006. Utvikling Gjennom Genetisk Utveksling. New York, NY: Oxford University Press.