Hogyan alakult ki a citromsavemésztő E. coli?

lenski-genom01.jpgRichard Lenskit nyilván senkinek sem kell bemutatnom, lebilincselően izgalmas kísérletei (1, 2, 3) elég sok adalékot szolgáltattak az evolúció megismeréséhez. Kétségkívül leghíresebb munkája az évtizedek óta folyó E. coli evolúciós kísérlete, ahol egy E. coli törzset többfelé osztott, majd szőlőcukorban szegény, citromsavban gazdag táptalajra helyezte őket és figyelte, mi történik velük. Az E. coli egyik jellemzője ugyanis, hogy csak anaerob körülmények között képes citromsavat hasznosítani, oxigén jelenlétében a citromsav nem jut át a sejtmembránon, így nem is képes táplálékként felhasználni a sejt. A mikrobiológiai gyakorlatban ez alapján azonosítják E. coliként. Lenski eredeti feltételezése az volt, hogy mivel az E. coli anaerob körülmények között képe citromsavat is hasznosítani, megfelelő körülmények között előbb-utóbb az evolúció során kialakul az oxigén jelenlétében való citromsavfogyasztás képessége is. Nem csalódott, röpke 31000 nemzedék után a tizenkét törzs egyikében meg is jelentek citromsavat is hasznosító sejtek, ezeket nevezte el Cit+ -nak.

 

Egy kattintás ide a folytatáshoz….

Hogyan születnek a gének?

Nyilván a biológia egyik alapvető kérdése, hogyan alakulnak ki új gének az evolúció során? Az egyik legkorábban felismert modell egyszerűen azt tételezi fel, hogy egy működő gén duplikálódik, majd az egyikben mutációk történnek, amelyek egy új működés ellátására teszik alkalmassá. Ennek a modellnek az egyik gyenge pontja, hogy a tandem duplikációk általában evolúciós mértékkel mérve rövid ideig maradnak fenn, hiszen így egy gén két példányának kellene megmaradnia, holott szelekciós nyomás csak egy példányra hat, a második példány elvesztése nem okoz hátrányt az élőlénynek. Joakim Näsvall és munkatársai ennek a régi modellnek egy egészen picit módosított változatát közölték le nemrég, amelyben úgy képződhet egy új gén, hogy végig folyamatosan pozitív szelekciós nyomás hat a duplikált gén mindkét példányára.

ujgen_1_abra.jpg

Egy kattintás ide a folytatáshoz….

Más frekvencián fülelni – 2.

És ha már konvergens evolúció, akkor itt egy másik remekbe szabott példa is – pontosabban csak részben új, hiszen, valami nagyon hasonlóról már írtunk egyszer.

Konkrétabban arról van szó, hogy két, egymással csak távoli rokonságban álló csoportban, a cetekben és denevérekben – amelyek egymástól függetlenül a tájékozódásnak hasonló formáját választották, az echolokációt – nagyon hasonló molekuláris változások következtek be a belső fül hangérzékelésért felelős komponenseiben.

Mivel esetleg már nem mindenki emlékezik megfelelő mélységben a gimnáziumi biológia tananyag hallást elemezgető részeire, kezdjünk egy gyors összefoglalással, miként is működik a hallás.

A környezetünkből érkező hangullámok először a dobhártyát rezegtetik meg, majd ez a rezgés a kis hallócsontocskák révén átadódik a belső fül folyadékkal töltött és csigaház alakú szervének, a nagyon eredeti módon csigának (latinul cochlea) nevezett struktúrának.

Egy kattintás ide a folytatáshoz….

Más frekvencián fülelni

Egy delfinben és egy denevérben látszólag nincs túl sok közös (már azon túl, hogy emlősök), de a látszat ez esetben is csalóka lehet. Ugyanis mindkét állat képes ún. echolokoációra, azaz hangokkal való tájékozódásra (most eltekintenék az ilyenkor kötelező radar/szonár köröktől, akik akarja úgyis megtalálja).

Emiatt pedig remek kis példái lehetnek a konvergens evolúciónak. Mindkét állat (pontosabban állatcsoport, hiszen több delfin ill. denevérfajról van szó) esetében az echolokációs-kunszt alapját a nagyon magas frekvenciák érzékelése jelenti, amiben fontos szerepe van a belső fülben elhelyezkedő csigának, pontosabban az ebben levő szőrsejteknek. (Fiziológiásan a hallás érzete úgy keletkezik, hogy a belső fülbe érkező rezgések elhajlítják ezeknek a sejteknek a csillóit, ami aztán ioncsatornák kínyílását eredményezi és létrejön az idegrendszer által feldolgozandó ingerület).

Egy kattintás ide a folytatáshoz….