CP v2

Tag: Evoliuacija

  • Mokslininkai rado itin „minimalų“ mikrobą: jo genomas toks mažas, kad verčia perrašyti gyvybės ribas

    Mokslininkai rado itin „minimalų“ mikrobą: jo genomas toks mažas, kad verčia perrašyti gyvybės ribas

    Mokslininkai, tirdami jūrų planktoną prie Šimodos krantų Japonijoje, aptiko itin neįprastą mikroorganizmą, kurio genomas yra vienas mažiausių, kada nors rastų. Radinys verčia iš naujo kelti klausimą, kur baigiasi ląstelinė gyvybė ir prasideda į virusus panašios būsenos.

    Naujai aprašyta archėja pavadinta Sukunaarchaeum mirabile. Ji buvo nustatyta ne iš karto mikroskopu, o iš genetinės medžiagos analizės, kai tyrėjai rinko vienaląstį jūrų planktoną Citharistes regius ir nagrinėjo su juo susijusius mikrobus.

    Kodėl šis genomas toks svarbus?

    Tyrėjai aptiko DNR žiedą, sudarytą maždaug iš 238 000 bazių porų. Toks skaičius yra neįprastai mažas net mikroorganizmų pasaulyje, o kai kurių virusų genomai, paradoksalu, būna didesni.

    Genomo dydis pats savaime dar nepasako visko, tačiau šiuo atveju svarbiausia tai, ko jame trūksta. Analizė rodo beveik visišką atpažįstamų metabolinių kelių stoką, vadinasi, organizmas greičiausiai negali savarankiškai pasigaminti energijos ir būtinų junginių.

    Gyvybė ar viruso analogas?

    Mokslininkai pabrėžia, kad klasikinėje biologijoje esminis kriterijus yra gebėjimas daugintis ir išlaikyti genetinę informaciją, tačiau taip pat svarbus savarankiškumas. Šis organizmas, sprendžiant iš genomo, išlaikė daug mechanizmų, reikalingų kopijuoti savo DNR ir gaminti baltymus, bet prarado daugelį funkcijų, susijusių su medžiagų apykaita.

    „Beveik visiškas atpažįstamų metabolinių kelių nebuvimas rodo, kad jis negali išgyventi savarankiškai ir nesuteikia akivaizdžios metabolinės naudos šeimininkui“, – teigiama tyrėjų išvadose.

    Tokie požymiai primena kraštutinę priklausomybę nuo šeimininko, kuri būdinga kai kurioms simbiozėms. Vis dėlto šiuo atveju tyrėjai svarsto ir parazitizmo scenarijų, nes dalis genomo, kaip nurodoma publikacijoje, skirta dideliems membraniniams baltymams, galintiems padėti prisitvirtinti ar įsiskverbti į šeimininko ląsteles.

    Ką tai gali reikšti evoliucijai?

    Biologijoje žinoma, kad ilgalaikė gyvenimo kartu raida dažnai lemia genomo mažėjimą: organizmas praranda genus, jei jų funkcijas gali „pasiskolinti“ iš šeimininko. Panašūs procesai aptariami ir aiškinant, kaip atsirado mitochondrijos, kurios kadaise buvo laisvai gyvenusios bakterijos, o vėliau tapo neatsiejama sudėtingų ląstelių dalimi.

    Sukunaarchaeum mirabile iškelia papildomą klausimą, kiek toli gali nueiti toks supaprastėjimas, kad ląstelė vis dar būtų laikoma savarankišku organizmu. Jei hipotezė apie parazitinį gyvenimo būdą pasitvirtintų, tai būtų itin retas atvejis archėjų pasaulyje, kur tokių pavyzdžių iki šiol beveik nefiksuota.

    Tyrimas publikuotas žurnale Current Biology. Mokslininkai pabrėžia, kad tolesni žingsniai bus nukreipti į tiesioginį organizmo stebėjimą ir ryšio su šeimininku patikslinimą, nes vien genomo duomenų neužtenka galutinėms išvadoms apie jo gyvenimo būdą ir poveikį ekosistemai.

  • Mokslininkai nustebo: Amerikos gepardu laikytas plėšrūnas nebuvo gepardas – paaiškėjo kas jis

    Mokslininkai nustebo: Amerikos gepardu laikytas plėšrūnas nebuvo gepardas – paaiškėjo kas jis

    Naujas tyrimas verčia perrašyti vieną įdomiausių Šiaurės Amerikos ledynmečio istorijų: taip vadintas amerikietiškas gepardas iš tiesų nebuvo tikras gepardas. Išsamūs senovinės DNR ir stabiliųjų izotopų duomenys parodė, kad šis greitasis plėšrūnas priklausė kitai kačių giminės šakai, nei manyta dešimtmečius.

    Mokslininkai analizavo keturis fosilijų pavyzdžius, priskiriamus rūšiai Miracinonyx trumani, rastus skirtinguose regionuose. Vienas pavyzdys aptiktas Vajominge ir datuojamas maždaug prieš 23 000 metų, dar trys – Jukone, kurių amžius siekia daugiau nei 30 000 metų. Būtent genetinis palyginimas leido tiksliau nustatyti tikrąją šio plėšrūno vietą kačių evoliucijos medyje.

    Kuo jis buvo iš tikrųjų?

    Genetiniai rezultatai rodo, kad Miracinonyx trumani buvo artimesnis šiuolaikinei pumai, o ne Afrikos gepardui. Išoriškai jis priminė gepardą dėl panašių prisitaikymų bėgimui: liaunesnio kūno, ilgų galūnių ir kvėpavimą palaikančių nosies struktūrų, kurios padeda greitai gauti daugiau deguonies.

    „Labai sunku įsivaizduoti priešistorinę rūšį, kurios niekada nematėme, jos nelyginant su tuo, ką pažįstame šiandien“, – sakė tyrimo autorė Molly Cassatt-Johnstone.

    Pasak jos, toks lyginimas kartais užgožia realų evoliucinį kelią ir gyvūno elgsenos įvairovę, todėl nauji genetiniai metodai tampa svarbūs, kai vien iš kaulų formos padaryti išvadas per rizikinga. Tyrėjai pabrėžia, kad konvergentinė evoliucija, kai skirtingos rūšys įgyja panašius bruožus dėl panašių gyvenimo sąlygų, čia galėjo suvaidinti lemiamą vaidmenį.

    Nuo Arkties iki pietų: netikėta mityba

    Tyrimas taip pat praplėtė šio plėšrūno geografinį paveikslą: patvirtinus, kad Jukono fosilijos priklauso tai pačiai rūšiai, jos paplitimo arealas tapo gerokai platesnis. Mokslininkai aiškina, kad ledynai galėjo sukurti natūralias barjerų zonas, atskyrusias šiaurines ir pietines populiacijas.

    Stabiliųjų azoto izotopų analizė atskleidė dar vieną netikėtumą: šiaurinė populiacija, panašu, dalį raciono grindė žuvimi, įskaitant lašišas. Tokia mityba palieka aiškų cheminį pėdsaką kauluose, todėl tyrėjai galėjo atskirti, ar gyvūnas daugiausia maitinosi sausumos žinduoliais, ar dažniau rinkosi vandens išteklius.

    „Ši rūšis turėjo milžinišką arealą – nuo Arkties iki žemyninės JAV dalies, ir skirtinguose pakraščiuose demonstravo skirtingą specializaciją“, – sakė paleoekologas Matthew Wooler.

    Prisitaikymas prie šviesos ir išnykimo mįslė

    Tyrėjai taip pat aptiko genetinių pokyčių, susijusių su cirkadinių ritmų reguliavimu. Tai gali reikšti prisitaikymą prie ekstremalių šviesos ciklų šiaurės platumose, kur vasarą diena itin ilga, o žiemą šviesos beveik nėra.

    Vis dėlto išnykimo istorija išlieka ne iki galo aiški. Mokslininkai pažymi, kad šios rūšies nykimas, panašu, buvo lėtas, o ne staigus, ir tai galėjo sumažinti jos gebėjimą laiku persiorientuoti, kai pleistoceno pabaigoje klimatas pradėjo sparčiai šilti, keitėsi ekosistemos ir grobio struktūra.

    Šis darbas papildo vis augantį tyrimų lauką, kuriame senovinė DNR ir izotopų metodai leidžia tikslinti senas prielaidas apie ledynmečio fauną. Tai ypač svarbu vertinant, kaip greitai aplinkos pokyčiai gali pakeisti rūšių paplitimą, mitybą ir išlikimo galimybes.