Przebadano genom psa, który ocalił chore dzieci na Alasce. Balto nie był zwykłym husky
Sto lat temu miasteczku Nome na Alasce groziła epidemia błonicy. Jedyną szansą na ocalenie było lekarstwo dostarczone przez zaprzęgi psów. Bohaterem tej niezwykłej sztafety został syberyjski husky Balto. Teraz naukowcy zbadali jego genom, by sprawdzić, czym różnił się od współczesnych przedstawicieli rasy.
W tym artykule: Gonitwa przez śnieg i mróz, by uratować dzieci Bohaterski pies Balto Geny psa-zwycięzcy Jeden z eksponatów w Muzeum Historii Naturalnej w Clevelend to średniej wielkości włochaty pies. Choć jest opisany jako husky syberyjski, na pierwszy rzut oka mocno różni się od współczesnych psów tej rasy. Jest masywnie zbudowany. Ma dość krótkie nogi i bardzo gęste, długie futro. Tak właśnie wyglądały alaskańskie husky sto lat temu. Wypchane zwierzę w muzeum w Clevelend to Balto – słynny pies, który doczekał się książek i filmów na swój temat. Balto był jednym z bohaterów tzw. Wielkiego Wyścigu Miłosierdzia (ang. Great Race of Mercy) z 1925 roku. Tak naprawdę nie był to wyścig, ale sztafeta psich zaprzęgów. Jej celem było jak najszybsze dowiezienie do miejscowości Nome lekarstwa dla umierających na błonicę dzieci. Gonitwa przez śnieg i mróz, by uratować dzieci Nome leży na zachodnim krańcu Alaski. Dziś ma ok. 4 tys. mieszkańców. Sto lat temu, w czasie gorączki złota, miejscowość była pięć razy większa. Zamieszkiwali ją głównie górnicy z rodzinami i rdzenni mieszkańcy Alaski. W grudniu 1924 roku i styczniu 1925 roku do miejscowego szpitala zaczęli zgłaszać się rodzice z chorymi dziećmi. Okazało się, że najmłodszych mieszkańców Nome zaatakowała błonica – śmiertelnie niebezpieczna, bakteryjna choroba zakaźna. Szpital musiał sprowadzić serum. Jednak najbliższym miejscem, gdzie znajdowała się antytoksyna przeciwko błonicy było Anchorage, odległe o 1600 km. Zima tamtego roku była tak mroźna, że lot samolotem okazał się niemożliwy. Paczkę z lekarstwem wysłano pociągiem do miasteczka Nenana. Pozostałe prawie 1100 km trzeba było pokonać psimi zaprzęgami. W sztafecie wzięło udział 20 maszerów – czyli przewodników psich zaprzęgów – i 150 psów. Niektórzy z maszerów musieli radzić sobie z zawieją i temperaturami sięgającymi kilkudziesięciu stopni poniżej zera. Mimo to całą trasę udało się pokonać zaledwie w pięć i pół dnia. Bohaterski pies Balto Ostatni odcinek – z Bluff do Nome – liczył 85 km. Pokonał go maszer Gunnar Kaasen. Na lidera psiego zaprzęgu wybrał psa o imieniu Balto, należącego do organizatora sztafety Leonharda Seppali. Była to zaskakująca i dyskutowana później decyzja, ponieważ Balto nigdy wcześniej nie przewodził psiemu zaprzęgowi. Poradził sobie jednak. To właśnie jego zaprzęg 2 lutego o godz. 5.30 rano dotarł szczęśliwie do Nome. Dzięki przywiezionemu lekarstwu udało się zapobiec wybuchowi epidemii. Balto został po tym gwiazdą. W tym samym roku, w grudniu, odsłonięto jego pomnik w nowojorskim Central Parku. Pies był przy tym obecny. Niestety, nie można było go rozmnożyć, ponieważ był wykastrowany. Ostatnie lata życia spędził w zoo w Clevelend. Zmarł w wieku 14 lat, a jego wypreparowane zwłoki trafiły do muzeum. Geny psa-zwycięzcy Okazało się to bardzo przydatne naukowo. Badacze z Uniwersytetu Kalifornijskiego z Santa Cruz (UCSC) wykorzystali eksponat z muzeum, by uzyskać próbkę DNA Balto. Dzięki temu mogli przeprowadzić badania genomu. Na tej podstawie określili, jak bardzo psy pociągowe sprzed stulecia różnią się od ich odpowiedników żyjących współcześnie. Jak widzi pies i co dostrzega? Nasze czworonogi oglądają świat z perspektywy zupełnie różnej od ludzkiej Psy wcale nie postrzegają świata wyłącznie w odcieniach szarości, jak do niedawna sądzono. Widzą również kolory, choć tylko dwa. Jak widzi pies? <img src="https://images.immediate.co.uk/production/volatile/sites/63/2024/08/jak-widzi-pies-i-co-dostrzega-nasze-czworonogi-ogladaja-swiat-z-perspektywy-zupelnie-roznej-od-ludzkiej-fot-getty-images-d84f932.jpg" width="938" height="570" alt="Jak widzi pies i co dostrzega? Nasze czworonogi oglądają świat z perspektywy zupełnie różnej od ludzkiej (fot. Getty Images)" title="Jak widzi pies i co dostrzega? Nasze czworonogi oglądają świat z perspektywy zupełnie różnej od ludzkiej (fot. Getty Images)" /> Badania z zakresu genomiki porównawczej wykazały, że dawne psy zaprzęgowe, których przedstawicielem był Balto, były bardziej zróżnicowane genetycznie niż współczesne rasy. Balto różnił się zarówno od dzisiejszych husky syberyjskich (z którymi ma najwięcej wspólnych genów), jak i od współczesnych psów zaprzęgowych hodowanych na Alasce. W jaki sposób? Był zdrowszy i lepiej przystosowany do życia w trudnych warunkach. Naukowcy wykryli, że miał inne niż współczesne psy warianty genów związanych z wagą, koordynacją, rozwojem ścięgien czy grubością skóry. Czyli z cechami ważnymi dla zwierzęcia hodowanego po to, by było jak najsprawniejszym psem zaprzęgowym. Naukowcy odkryli też, że Balto miał geny pozwalające mu lepiej trawić skrobię niż inne psy z tamtej epoki. – To bardzo interesujące śledzić ewolucję psów takich jak Balto – mówi Katherine Moon, pierwsza autorka pracy o genach Balto opublikowanej w prestiżowym czasopiśmie naukowym „Science”. – Nawet jeśli badania sięgają zaledwie sto lat wstecz – dodaje. Źródła: phys.org, Science. Nasz ekspert Magdalena Salik Dziennikarka naukowa i pisarka, przez wiele lat sekretarz redakcji i zastępczyni redaktora naczelnego magazynu „Focus". Wcześniej redaktorka działu naukowego „Dziennika. Polska, Europa, Świat”. Pasjami czyta i pisze, miłośniczka literatury popularnonaukowej i komputerowych gier RPG. Więcej: magdalenasalik.wordpress.com
Nie neolityczny rolnik, lecz rzymski żołnierz. Kto naprawdę sprowadził koty do Europy?
To, co wiemy o pochodzeniu kota domowego, właśnie się zmienia. Zamiast wędrować do Europy wraz z pierwszymi rolnikami, kot – w swojej „prawdziwie domowej” wersji – pojawia się tu dopiero w epoce rzymskiej. Jego rodowód prowadzi prosto do północnoafrykańskich żbików, a nie do Lewantu, jak sugerowały wcześniejsze hipotezy.
Długa i niepewna historia udomowienia kota wreszcie zaczyna się wyjaśniać – tak w każdym razie wynika z najnowszych badań. Wcześniejsze teorie, oparte na skąpych dowodach archeologicznych sugerowały, że udomowienie rozpoczęło się na Bliskim Wschodzie wraz z rozwojem rolnictwa około 9500 lat temu. Nowe dowody genomiczne obalają tę hipotezę. Wnioski opublikowano właśnie na łamach „Science”. Pochodzenie twojego mruczka Naukowcy przeprowadzili analizy paleogenomiczne 87 genomów kotów. Próbki pochodziły z okresu liczącego ponad 10 000 lat. Badania te wykazały, że koty domowe najprawdopodobniej pochodzą od żbików północnoafrykańskich, a nie z Lewantu. Współczesne koty domowe genetycznie są najbardziej spokrewnione z dzikimi kotami z Afryki Północnej, na przykład z Tunezji, a mają mniejsze powinowactwo z żbikami lewantyńskimi. To odkrycie rzuca nowe światło na pochodzenie naszych zwierzęcych towarzyszy. Sugeruje, że Afryka Północna jest kolebką współczesnego kota domowego. Koty rzymskich legionów. Późne rozprzestrzenianie się mruczków Kolejnym ważnym wnioskiem jest okres, w którym koty domowe dotarły do Europy. Kopalne DNA każe sądzić, że rozprzestrzenienie z Afryki Północnej do Europy nastąpiło około 2000 lat temu. To znacznie później, niż sądzono. Bo miało się to stać wraz z pierwszymi, neolitycznymi rolnikami kilka tysięcy lat temu. Prawdziwe koty domowe pojawiły się w Europie i południowo-zachodniej Azji dopiero kilka tysięcy lat po neolicie. Wcześniejsze kości kotów znajdowane w Europie i Turcji, datowane na okres neolitu i chalkolitu, zostały zidentyfikowane jako żbiki europejskie (Felis silvestris silvestris), a nie koty domowe. Oznacza to, że wcześniejsze znaleziska w Europie odzwierciedlały starożytną hybrydyzację (krzyżowanie się żbików), a nie wczesne udomowienie. Po pojawieniu się w Europie kotów domowych o rodowodzie północnoafrykańskim na przełomie er, zwierzęta te szybko się rozprzestrzeniły. Często podążały wzdłuż rzymskich szlaków wojskowych, docierając na przykład do Brytanii w I wieku n.e. Ich szybka ekspansja, zgodna ze scenariuszem rozprzestrzeniania się za pośrednictwem ludzi, jest widoczna w danych genomicznych. Analiza demograficzna z wykorzystaniem mitochondrialnego DNA (mtDNA) potwierdza to, pokazując spadek populacji około 3000-2000 lat temu, a następnie jej gwałtowny wzrost, co pasuje do scenariusza udomowienia kilku linii rodowych i szybkiej, wspomaganej przez ludzi, ekspansji. Baaardzo stary kot z Cypru? Obraz późnego pojawienia się mruczków w Europie komplikuje jednak przypadek szczątków znalezionych na Cyprze. Archeologiczne znaleziska kości kotów z Cypru sprzed 10 000 lat sugerowały wcześniej, że to właśnie tam, w regionie Lewantu, mógł rozpocząć się proces udomowienia kota. To przekonanie o udomowieniu opierało się również na fakcie, że dzikie koty (Felis silvestris) nie były rdzennymi mieszkańcami Cypru. Nowe badania mocno sugerują jednak, że pradziejowy „cypryjski kot” miał przodków w postaci europejskiego żbika, a zatem te znaleziska nie są związane z ekspansją udomowionego kota. W przypadku Sardynii, analiza wykazała, że zarówno współczesne, jak i starożytne koty są genetycznie bliższe dzikim kotom północnoafrykańskim niż typowym kotom domowym. Oba przypadki – zarówno cypryjski i sardyński – są podobne, ponieważ dowodzą, że wczesne populacje ludzkie były zdolne do przenoszenia żbików na wyspy, na których te zwierzęta wcześniej nie występowały naturalnie. A dane genomiczne zarówno z Cypru (z genami europejskimi), jak i z Sardynii (z genami północnoafrykańskimi) podważają hipotezę, że to Lewant był miejscem udomowienia kota. Podsumowując, chociaż koty (mniej lub bardziej dzikie) od dawna były towarzyszami ludzi, to genetyczny kod kota domowego pochodzi z Afryki Północnej, a jego globalna podróż rozpoczęła się stosunkowo późno, w czasach rzymskich, często na wojennych szlakach. W tym badaniu nie analizowano DNA kotów z Egiptu, więc nadal pozostaje trochę znaków zapytania. Źródło: Science Nasz autor Szymon Zdziebłowski Dziennikarz naukowy i podróżniczy, z wykształcenia archeolog śródziemnomorski. Przez wiele lat był związany z Serwisem Nauka w Polsce PAP. Opublikował m.in. dwa przewodniki turystyczne po Egipcie, a ostatnio – popularnonaukową książkę „Wielka Piramida. Tajemnice cudu starożytności” o największej egipskiej piramidzie. Miłośnik niewielkich, lokalnych muzeów. Uwielbia długie trasy rowerowe, szczególnie te prowadzące wzdłuż rzek. Lubi poznawać nieznane zakamarki Niemiec, zarówno na dwóch kółkach, jak i w czasie górskiego trekkingu.
Masz rude włosy? Naukowcy odkryli, że dlatego twoje rany goją się wolniej – jest jednak na to sposób
Rude włosy to nie tylko wyjątkowa cecha urody, ale także znak szczególnej cechy genetycznej. Naukowcy coraz lepiej rozumieją, jak mutacje genu MC1R wpływają na zdrowie osób rudowłosych i odkrywają, że mają one związek z… funkcjonowaniem skóry. Dlaczego rany osób rudych goją się wolniej i czy możemy sobie z tym poradzić?
Naukowcy z Uniwersytetu Edynburskiego w opublikowanym w czasopiśmie „PNAS” badaniu udowadniają, że osoby rudowłose z mutacją genu MC1R doświadczają nie tylko wyjątkowych cech pigmentacyjnych, ale także specyficznych problemów zdrowotnych. Chociaż to nie kolor włosów sprawia, że inaczej goją im się rany i mają odmienną percepcję bólu, to wszystko jest ze sobą powiązane. Jak jeden gen wpływa na pigmentację i na zdrowie? Gen MC1R (receptor melanokorytyny 1) to kluczowy element procesu pigmentacji. Odpowiada za przekształcanie żółto-czerwonej feomelaniny w ciemną eumelaninę. Mutacje MC1R powodują, że przeważa produkcja feomelaniny, skutkiem czego są rude włosy i jasna karnacja. Ale MC1R to nie tylko kolor – jego aktywność ma fundamentalne znaczenie dla zdrowia skóry. Właściwie działający MC1R aktywnie chroni komórki skóry przed promieniowaniem UV, wspiera prawidłowe reakcje zapalne i wpływa na procesy naprawcze. U rudowłosych zaburzenia w tym genie mogą prowadzić do szeregu specyficznych wyzwań zdrowotnych. Czy osoby rude wolniej wracają do zdrowia? Naukowcy zagłębili się w RNA pojedynczych komórek pobranych z ludzkich ran przewlekłych. Okazało się, że osoby o rudych włosach mają warianty MC1R powodujące wyłączenie lub tylko częściową aktywność tego białka, co znacząco utrudnia gojenie. W badaniach na myszach zwierzęta z rudą sierścią (wyposażone w ten sam gen) aż w 95% przypadków nie wygoiły ran w ciągu siedmiu dni, podczas gdy u myszy z ciemną sierścią było to 68,8%. „Rudowłosy” wariant genu MC1R powodował ponadto utrzymywanie się stanu zapalnego i utrudniał zamknięcie się ran – wszystko przez większą liczbą tzw. neutrofilowych sieci zewnątrzkomórkowych (NET), które spowalniają proces naprawy tkanek. Opóźnione gojenie było widoczne już w 1., 7., 10. i nawet 14. dniu po zranieniu. Jak pomóc osobom rudowłosym? Naukowcy wpadli na pewien sposób. Drugą fazą badania było miejscowe leczenie agonistą MC1R (preparatem aktywującym receptor). Na połowie myszy zastosowali żel zawierający selektywny aktywator, a na drugiej zwykły żel bez substancji czynnej. Efekty były imponujące: leczenie przywróciło zdolność gojenia, ograniczyło wyciek z ran i poprawiło tworzenie naczyń krwionośnych. Niespodziewanie zaobserwowano także ograniczenie bliznowacenia w ranach ostrych. Według danych leczenie MC1R zmniejszyło powierzchnię rany o dodatkowe 33% po 14 dniach oraz o 68% po 21 dniach w porównaniu z samym oczyszczeniem rany. Kto może skorzystać z terapii? Chociaż terapia miejscowa za pomocą MC1R wydaje się obiecująca, to ma istotne ograniczenie: działa tylko u tych, u których gen MC1R jest przynajmniej częściowo aktywny. U osób rudowłosych jest on często całkowicie dezaktywowany, więc leczenie nie przynosi rezultatu. Perspektywy testów klinicznych u ludzi Chociaż badania przeprowadzono na myszach, naukowcy wkrótce zapowiadają rozpoczęcie testów klinicznych na ludziach. Modele zwierzęce zostały zaprojektowane tak, by możliwie wiernie odzwierciedlać ludzkie przewlekłe rany, jednak nie oddają całkowitej złożoności takich przypadków. Zespół badawczy jest jednak pełen nadziei. Jeśli testy potwierdzą skuteczność leczenia również u ludzi, może to oznaczać przełom w leczeniu trudnych ran – szczególnie u osób starszych oraz tych z częściowo aktywnym MC1R, w tym niektórych rudowłosych. Teraz lepiej rozumiemy to, jak poszczególne geny wpływają na nasz proces wracania do zdrowia. Źródło: PNAS Nasz autor Jonasz Przybył Redaktor i dziennikarz związany wcześniej m.in. z przyrodniczą gałęzią Wydawnictwa Naukowego PWN, autor wielu tekstów publicystycznych i specjalistycznych. W National Geographic skupia się głównie na tematach dotyczących środowiska naturalnego, historycznych i kulturowych. Prywatnie muzyk: gra na perkusji i na handpanie. Interesuje go historia średniowiecza oraz socjologia, szczególnie zagadnienia dotyczące funkcjonowania społeczeństw i wyzwań, jakie stawia przed nimi XXI wiek.
To odkrycie zmienia historię i biologię. Syberyjski mamut sprzed 40 000 lat zdradził sekret swoich genów
Najstarsze RNA na świecie zachowało się w ciele mamuta sprzed 40 000 lat. Odkrycie rzuca światło na to, co działo się z małą Yuką w ostatnich chwilach jej życia – i może zmienić nasze podejście do epoki lodowcowej.
Spis treści: RNA kontra DNA – co odkryto? Tropem pradawnych cząsteczek Ostatnie chwile życia mamuta Co to oznacza dla przyszłości? W 2010 roku poszukiwacze kłów, przeczesując brzeg rzeki na Syberii, odkryli zmumifikowane szczątki młodego mamuta. Zwierzę, nazwane „Yuka” od pobliskiej wioski Jukagir, było zamarznięte przez niemal 40 000 lat. Wieczna zmarzlina zachowała jego ciało w niezwykle dobrym stanie: z kępkami czerwonawego futra, skręconą trąbą, a nawet nienaruszonym mózgiem. Teraz naukowcy donoszą, że w tkankach Yuki zachował się jeszcze inny, rzadki prehistoryczny skarb: ślady kwasu rybonukleinowego (RNA). To cząsteczki genetyczne kluczowe dla życia, które zwykle szybko rozpadają się po śmierci organizmu. Wyniki zespołu, opublikowane dziś w czasopiśmie „Cell”, stanowią najstarsze jak dotąd odzyskane sekwencje RNA i pierwszy przypadek wyizolowania tych cząsteczek z mamuta włochatego (Mammuthus primigenius). RNA kontra DNA – co odkryto? Naukowcy od dziesięcioleci badają fragmenty pradawnego DNA pochodzące z dobrze zachowanych szczątków mamutów włochatych, takich jak Yuka. Te fragmenty materiału genetycznego pozwoliły odtworzyć genom gatunku i pokazały, jak blisko spokrewnione są mamuty ze współczesnymi słoniami. Ślady starożytnego RNA okazały się jednak trudne do uchwycenia. Związki te zwykle występują w postaci pojedynczej nici. Są niezbędne do uruchamiania określonych genów i wytwarzania ważnych białek, ale są mniej trwałe niż DNA. – Dawne RNA pokazuje niczym stopklatka, które geny są włączone lub aktywne w danej tkance – mówi Love Dalén, badacz genomiki ewolucyjnej z Uniwersytetu Sztokholmskiego i współautor nowego badania. – Tego nigdy nie bylibyśmy w stanie zobaczyć tylko na podstawie DNA. RNA jest też dobrze znane ze swojego związku z wirusami, takimi jak wirus grypy czy koronawirusy pokroju SARS-CoV-2. Patogeny te przechowują informację genetyczną w nici RNA. Dalén uważa, że starożytne RNA będzie kluczowe do wykrywania śladów wirusów z epoki lodowcowej zachowanych wraz ze zmumifikowaną megafauną. Tropem pradawnych cząsteczek Przez długi czas sądzono, że RNA jest zbyt kruche, by przetrwać całe stulecia, a tym bardziej tysiące lat. Ostatnie badania podważyły jednak to założenie. W 2023 roku Dalén i jego zespół odzyskali RNA ze skóry i tkanki mięśniowej wymarłego wilka workowatego, zwanego wilkoworem tasmańskim. Preparat ten spędził w muzealnej kolekcji ponad 130 lat. W 2017 roku inny zespół badaczy wyizolował znacznie starsze RNA z tkanek żołądka lodowej mumii liczącej około 5300 lat. Aby znaleźć jeszcze starsze RNA, Dalén i jego współpracownicy skupili się na okazach pochodzących z wiecznej zmarzliny północnej Syberii. Wraz z jej topnieniem, miejscowi i naukowcy natrafiają tam na niezwykłe znaleziska. Należą do nich zmumifikowany młody tygrys szablozębny oraz całe mnóstwo szczątków mamutów, w których zachowały się skóra i mięśnie. Zespół przebadał próbki od Yuki i dziewięciu innych syberyjskich mamutów. U trzech z nich udało się wyizolować RNA z tkanek, ale u Yuki nici kwasu były najdłuższe. Tylko u Yuki znaleziono też cząsteczki RNA biorące udział w aktywacji genów niezbędnych do rozwoju tkanki mięśniowej. Ostatnie chwile życia mamuta Te cząsteczki RNA dostarczają również wskazówek na temat ostatnich chwil życia młodego mamuta. Naukowcy zaobserwowali na przykład wiele fragmentów RNA będących markerami stresu komórkowego. – Możemy powiedzieć, że życie Yuki tuż przed śmiercią było dość stresujące i że ma to swój ślad w molekularnym krajobrazie jej mięśni – mówi Emilio Mármol, badacz z Uniwersytetu w Kopenhadze i główny autor nowego badania. Niektórzy naukowcy spekulowali, że młodego mamuta zaatakowały lwy jaskiniowe (Panthera spelaea), zanim zwierzę wpadło do płytkiego jeziora lub stawu. Dokładne okoliczności zdarzenia trudno jest jednak ustalić – dodaje Mármol. Co to oznacza dla przyszłości? Podczas analizy materiału genetycznego młodego mamuta w poszukiwaniu śladów RNA zespół dokonał jeszcze jednego zaskakującego odkrycia: Yuka była genetycznie samcem. Odkrycie to podważa wcześniejsze analizy, według których Yuka była młodą samicą mamuta, co wnioskowano na podstawie cech anatomicznych. Choć w ostatnich latach pomysł wskrzeszenia mamuta włochatego zyskał rozgłos, konkretne fragmenty RNA opisane w nowej pracy mają, jak mówi Dalén, niewielkie bezpośrednie znaczenie dla planów tzw. de-ekstynkcji. Samo odkrycie starożytnego RNA jest jednak przełomem naukowym, który w przyszłości może wesprzeć prace nad przywracaniem wymarłych gatunków – podkreśla Beth Shapiro, biolog ewolucyjna i główna dyrektor naukowa w firmie Colossal Biosciences, słynnej z kontrowersyjnego wskrzeszenia wilka strasznego, który jednak jest tylko genetycznie zmodyfikowanym wilkiem szarym. . – W przyszłości powinniśmy być w stanie wykorzystać tę metodę do badań, jak różni się ekspresja genów u gatunków wymarłych i żyjących – mówi Shapiro. Jednym z przykładów mogą być geny odpowiedzialne za kudłatą sierść mamuta. Dalén mówi, że odkrycie starożytnego RNA w mieszkach włosowych mamuta mogłoby rzucić światło na szlaki genetyczne aktywujące te geny. Źródło: National Geographic
Kameleony „Pinokio” wodziły naukowców za nos przez 150 lat. Teraz badacze poznali prawdę
Wielki nos, wielka pomyłka – kameleon „Pinokio” przez lata był źle klasyfikowany. Nowe badania ujawniają, że nie należy do znanego gatunku. Teraz ma swoją nazwę i tożsamość. Co więcej, ujawniono drugi, dotąd mylnie sklasyfikowany gatunek.
Madagaskar to prawdziwe królestwo kameleonów. Tam żyje ponad 40% wszystkich znanych gatunków tych fascynujących gadów. Jednak to, co rzuca się w oczy najbardziej, są ich niesamowite nosy – i przez lata wprowadzały naukowców w błąd. Międzynarodowy zespół badaczy odkrył niedawno, że dwie odmiany kameleonów, które były dobrze znane od 150 lat, w rzeczywistości są zupełnie nowymi, odrębnymi gatunkami. Ustalenie opisano na łamach czasopisma „Salamandra”. Kluczowe okazały się analizy genetyczne, które dowiodły, że wygląd zewnętrzny może być bardzo zwodniczy. W rezultacie mały kameleon z wyjątkowo długim nosem, znany popularnie jako „kameleon Pinokio”, w końcu otrzymał oficjalną naukową nazwę. Idealnie do niego pasuje: Calumma pinocchio. Od obserwacji do odkrycia Kameleon „Pinokio” był wcześniej zaliczany do Calumma gallus. O przynależności decydował głównie kształt jego wydłużonego wyrostka na pysku. Samce C. pinocchio charakteryzują się bardzo długim, gładkim wyrostkiem przypominającym włócznię. Wyrostek ten może osiągać 14–20% długości ich pyska. Naukowcy opisali teraz również drugi gatunek kameleona, chociaż jego nazwa nie jest już tak chwytliwa. Jest to Calumma hofreiteri. Te zwierzęta wcześniej mylnie przypisywano do gatunku Calumma nasutum, również ze względu na podobieństwa w kształcie nosa. Calumma hofreiteri wyróżnia się mniejszym, zaokrąglonym wyrostkiem nosowym, a w przeciwieństwie do C. gallus, ma wyraźny grzebień grzbietowy. Badacze doszli do wniosku, że to właśnie te charakterystyczne wyrostki nosowe wodziły ich dotychczas za nos. – Nasze badania wykazały również, że wyrostki nosowe mogą stosunkowo szybko zmieniać długość, kształt i kolor. Najwyraźniej podlegają one szybkiej ewolucji, prawdopodobnie spowodowanej indywidualnymi preferencjami samic w doborze partnera – wyjaśnia pierwszy autor badania dr Frank Glaw z Państwowej Kolekcji Zoologicznej, należącej do Bawarskich Państwowych Zbiorów Historii Naturalnej. Niezastąpiona genetyka Aby ostatecznie rozwiązać taksonomiczną zagadkę, zespół badawczy wykorzystał nowoczesną technikę pozwalającą na pozyskanie i sekwencjonowanie DNA (w tym tego mitochondrialnego) z okazów muzealnych, nawet tych mających ponad sto lat. Nowe wyróżnione gatunki są od siebie tak odległe genetyczne, jak inne znane gatunki kameleonów. Najstarszym okazem wziętym pod uwagę w tym badaniu był kameleon zebrany w 1836 roku. – Ta praca pokazuje ogromny potencjał nowych metod muzeomicznych [zastosowanie nowoczesnych metod genetycznych do pozyskiwania sekwencji DNA z historycznych okazów muzealnych – przyp. red.] w prawidłowej klasyfikacji historycznych okazów muzealnych – podkreśla jeden z autorów badania, prof. Miguel Vences z Politechniki w Brunszwiku. Biorąc pod uwagę dwa nowo opisane gatunki, na Madagaskarze znanych jest obecnie dokładnie 100 gatunków kameleonów. Łącznie, na całym świecie istnieje 236 gatunków tej unikatowej grupy jaszczurek. Źródło: Salamandra Nasz autor Szymon Zdziebłowski Dziennikarz naukowy i podróżniczy, z wykształcenia archeolog śródziemnomorski. Przez wiele lat był związany z Serwisem Nauka w Polsce PAP. Opublikował m.in. dwa przewodniki turystyczne po Egipcie, a ostatnio – popularnonaukową książkę „Wielka Piramida. Tajemnice cudu starożytności” o największej egipskiej piramidzie. Miłośnik niewielkich, lokalnych muzeów. Uwielbia długie trasy rowerowe, szczególnie te prowadzące wzdłuż rzek. Lubi poznawać nieznane zakamarki Niemiec, zarówno na dwóch kółkach, jak i w czasie górskiego trekkingu.
Co kryje DNA Hitlera? Badania ujawniają genetyczne uwarunkowania twórcy nazizmu
Próbka krwi nazistowskiego przywódcy Adolfa Hitlera pozwoliła naukowcom odpowiedzieć na pytania, które trapiły historyków od dekad. Testy potwierdzają genetyczne schorzenie, występujące u dyktatora oraz obalają mit żydowskiego pochodzenia twórcy nazizmu.
Grupa badawcza była złożona z naukowców z różnych środowisk — wśród nich znalazła się choćby genetyczka Turi King, znana z identyfikacji szczątków średniowiecznego króla Ryszarda III. Dzięki uzyskanej próbce krwi odnalezionej na fragmencie materiału sofy, na której Adolf Hitler popełnił samobójstwo, udało się zidentyfikować schorzenia genetyczne u dyktatora. Odkrycie nie tylko tłumaczy wiele zachowań z życia nazisty, ale również przedstawia pewien ideologiczny paradoks, według którego Hitler powinien stać się swoją własną ofiarą. Jak zostały przeprowadzone badania? Materiał badawczy został pobrany z berlińskiego bunkra, w którym w 1945 roku Hitler popełnił samobójstwo. Skrawek materiału sofy, na którym znajdowała się krew dyktatora, został zabezpieczony, a następnie poddany specjalistycznej analizie genetycznej. Naukowcy zwrócili uwagę m.in. na geny odpowiedzialne za rozwój hormonalny i funkcje płciowe oraz na genetyczne predyspozycje do zaburzeń neurologicznych i psychiatrycznych. Dodatkowo, poprzez porównanie dwóch kodów DNA – Hitlera i jego krewnego w linii męskiej – obalono mit o żydowskim pochodzeniu Führera. Zespół Kallmanna – czym jest zaburzenie Hitlera? Jednym z celów badania było udzielenie odpowiedzi na pytanie: dlaczego Adolf Hitler czuł się tak niekomfortowo w relacjach z innymi ludźmi, a w szczególności z kobietami? Do tej pory pasjonaci historii prześcigali się w teoriach na temat psychologicznych uwarunkowań dyktatora. Teraz już wiemy, że Führer cierpiał na zespół Kallmanna – rzadkie, wrodzone zaburzenie genetyczne, które wpływa na rozwój hormonalny człowieka. Schorzenie, po raz pierwszy kompleksowo opisane w 1944 roku przez lekarza Franza Josefa Kallmanna, polega na niedoborze lub braku hormonów podwzgórza i przysadki, które są niezbędne do prawidłowego rozwoju narządów płciowych. W efekcie organizm dojrzewa później i nie rozwija w pełni cech płciowych. Zespół Kallmanna nie wpływa bezpośrednio na inteligencję, ale jego objawy mogą silnie oddziaływać na psychikę. Brak odpowiedniego tempa dojrzewania fizycznego może prowadzić do trudności w relacjach społecznych. Historyk Alex Kay z Uniwersytetu w Poczdamie w następujący sposób interpretuje genetyczne odkrycie u Adolfa Hitlera: „Nikt tak naprawdę nigdy nie był w stanie wyjaśnić, dlaczego Hitler przez całe życie czuł się tak niekomfortowo w towarzystwie kobiet ani dlaczego prawdopodobnie nigdy nie wchodził z kobietami w intymne relacje. Ale teraz wiemy, że cierpiał na zespół Kallmanna — to może być odpowiedź, której szukaliśmy”. Führer w jednym procencie – co jeszcze ukazały badania? Badanie DNA próbki krwi Hitlera wykazało dodatkowo, że dyktator znajdował się w najwyższym 1% populacji, jeśli chodzi o genetyczną podatność na zaburzenia takie jak autyzm, schizofrenia i choroba afektywna dwubiegunowa. Wynik ujawnił niezwykle wysokie wartości wskaźników genetycznych, które – według współczesnej genetyki – zwiększają prawdopodobieństwo wystąpienia zaburzeń neurologicznych i psychiatrycznych. Co ciekawe, autorzy badania tłumaczą, że gdyby nazistowski dyktator był świadomy własnych uwarunkowań psychicznych, sam mógłby uznać się za „niegodnego życia”. W świetle teorii eugeniki, które legły u podstaw ideologii nazizmu, taka diagnoza oznaczałaby konieczność likwidacji takiej jednostki. Naukowcy zastrzegają jednak, że przedstawione rezultaty badań nie pozwalają na sformułowanie jednoznacznej oceny psychiatrycznej. Według brytyjskiego psychologa prof. Simona Barona-Cohena z Uniwersytetu w Cambridge, nie należy łączyć okrucieństwa Adolfa Hitlera z przedstawionymi w badaniach zaburzeniami, ponieważ mogłoby to prowadzić do stygmatyzacji innych osób, u których występują podobne uwarunkowania biologiczne. Żydowski przodek Hitlera – mit obalony Dzięki badaniom udało się obalić mit dotyczący domniemanego żydowskiego pochodzenia Führera. Naukowcy przeanalizowali chromosom Y, dziedziczony wyłącznie w linii męskiej, co wykazało pełną zgodność z DNA żyjących krewnych Hitlera ze strony ojca. Oznacza to, że w materiale genetycznym Hitlera nie znaleziono żadnych śladów żydowskiego pochodzenia. Źródła: Phys.org, RMF24 Nasz autor Olaf Kardaszewski Absolwent Instytutu Stosowanych Nauk Społecznych na Uniwersytecie Warszawskim. Obecnie student magisterskiego kierunku Studiów Miejskich na tej samej uczelni. Interesuje się społecznymi i kulturowymi aspektami zmieniającego się świata, o czym chętnie pisze w swoich pracach. Współprowadzący projekt „Podziemna Warszawa” w National Geographic Polska. Uwielbia podróże, w trakcie których zawsze stara się obejrzeć mecz lokalnej drużyny piłkarskiej.
Twój kod życia mówi więcej niż myślisz – genetyka pomaga zrozumieć historię całej ludzkości
Genetyka to fascynująca nauka, dążąca do odczytania i zrozumienia samej esencji życia. Opiera się na dwóch fundamentalnych filarach – dziedziczności i zmienności. To właśnie te zjawiska napędzają ewolucję i kształtują bogactwo życia na naszej planecie, a fundamentalna wiedza na ich temat pozwala zmieniać oblicze medycyny, rolnictwa, kryminalistyki, a nawet naszego rozumienia odległej przeszłości.
Spis treści: DNA jak księga życia Historia odkrywania kodu Trzy filary genetyki Zastosowania, które zmieniają świat Nazwa „genetyka” wywodzi się od starogreckiego słowa „genesis”, oznaczającego pochodzenie. Pod tym pojęciem kryje się nauka o dziedziczności i zmienności organizmów. Dziedziczność wyjaśnia, dlaczego potomstwo dziedziczy cechy po swoich rodzicach, jak choćby kolor oczu matki czy wzrost ojca. Z kolei zmienność wyjaśnia, dlaczego każdy osobnik jest unikatowy, a w obrębie gatunku istnieje tak ogromna różnorodność. DNA jak księga życia U fundamentalnych podstaw genetyki leży niezwykła cząsteczka DNA, czyli kwas deoksyrybonukleinowy. To właśnie w niej, w postaci sekwencji chemicznych „liter”, zapisana jest cała informacja genetyczna organizmu. Jednakże, aby w pełni zrozumieć, jak ta informacja jest przechowywana, kopiowana i odczytywana, należy najpierw poznać jej trójwymiarową architekturę. Struktura DNA nie jest bowiem pasywnym „magazynem danych”. To dynamiczna „maszyna”, w której każda cecha konstrukcyjna ma fundamentalne znaczenie dla jej funkcji. Budowa podwójnej helisy Najtrafniejszą i najczęściej stosowaną analogią, opisującą strukturę DNA, jest obraz skręconej drabiny. W tej wizualizacji, dwie długie, wijące się „poręcze” tworzą tzw. szkielet cukrowo-fosforanowy. Z kolei łączącej je szczeble składają się z par zasad azotowych. Podstawową jednostką budulcową DNA jest nukleotyd, składający się z trzech połączonych ze sobą elementów: pięciowęglowego cukru, zwanego deoksyrybozą; reszty kwasu fosforowego, która nadaje cząsteczce DNA jej kwasowy charakter; jednej z czterech zasad azotowych: adeniny (A), guaniny (G), cytozyny (C) lub tyminy (T). Zasady, o których mowa. dzielą się na dwie grupy: puryny (adenina i guanina) i pirymidyny (cytozyna i tymina). Nukleotydy łączą się ze sobą w długie łańcuchy, tworząc nić DNA. Połączenie to następuje poprzez wiązania fosfodiestrowe, w których reszta fosforanowa jednego nukleotydu przyłącza się do cukru następnego, tworząc stabilny szkielet cukrowo-fosforanowy. Magia replikacji DNA Każda komórka, zanim ulegnie podziałowi, musi stworzyć idealną kopię całej swojej informacji genetycznej, aby przekazać ją komórkom potomnym. Mechanizm ten, zwany replikacją DNA, jest jednym z najbardziej fundamentalnych procesów w biologii. Replikacja przebiega w modelu semikonserwatywnym, co oznacza, że podwójna helisa jest najpierw rozplatana, a następnie każda z pojedynczych, starych nici służy jako matryca do syntezy nowej, komplementarnej nici. W rezultacie, powstają dwie identyczne cząsteczki DNA, z których każda zawiera jedną nić „starą” i jedną „nową”. Historia odkrywania kodu Już nasi przodkowie byli świadomi, że każda istota żywa dziedziczy cechy po swoich rodzicach. Dowodem na to niech będzie choćby hodowla selektywna, zmierzająca do uzyskania odmian zwierząt, wykazujących pożądane cechy. Historia nowoczesnej genetyki rozpoczęła się natomiast w XIX wieku, w klasztorze w Brnie. Od groszku do genów W 1866 roku czeski zakonnik i przyrodnik Grzegorz Mendel położył fundamenty pod całą dziedzinę genetyki, po raz pierwszy opisując podstawowe prawa dziedziczenia cech. Swojego przełomowego odkrycia dokonał, prowadząc eksperymenty na grochu. Geniusz jako metody krył się zastosowaniu podejścia ilościowego do problemu biologicznego .Zamiast opisywać cechy w sposób ogólny, precyzyjnie liczył potomstwo o określonych właściwościach, takich jak kolor kwiatów czy kształt nasion. Na podstawie swoich badań Mendel sformułował podstawowe prawa dziedziczenia. Odkrył, że cechy nie „mieszają się” ze sobą, jak powszechnie sądzono, ale są przekazywane przez dyskretne „czynniki”, które dziś nazywamy genami. Jego pierwsze prawo, prawo czystości gamet, stanowi, że każda komórka rozrodcza (gameta) otrzymuje tylko jeden z dwóch alleli (wersji genu) od rodzica. Drugie prawo, prawo niezależnej segregacji cech, mówi, że geny odpowiedzialne za różne cechy dziedziczą się niezależnie od siebie. Niestety, przełomowe prace Mendla, opublikowane w 1866 roku, wyprzedzały swoją epokę i zostały niemal całkowicie zignorowane przez świat nauki. Dopiero na początku XX wieku, kilkanaście lat po jego śmierci, zostały ponownie odkryte, dając początek nowoczesnej genetyce. Wyścig po helisę W połowie XX wieku naukowcy wiedzieli już, że to właśnie DNA jest nośnikiem informacji genetycznej. Struktura kwasu deoksyrybonukleinowego pozostawała jednak jedną z największych zagadek nauki. Rozwiązanie tego problemu stało się celem swoistego wyścigu, w którym brało udział kilka czołowych grup badawczych. Wśród badaczy znaleźli się: amerykański biolog James Watson i Francis Crick, brytyjski fizyk z Uniwersytetu w Cambridge, oraz Maurice Wilkins i Rosalind Franklin, chemiczka z King's College w Londynie. To właśnie Franklin, wykorzystując technikę zwaną krystalografią rentgenowską, wykonała w 1952 roku zdjęcie, które przeszło do historii jako „Zdjęcie 51”. Obraz ten dostarczył kluczowych dowodów na to, że cząsteczka DNA ma strukturę helikalną (spiralną). Niestety, w wyniku napiętych relacji w zespole, Maurice Wilkins, bez wiedzy i zgody Franklin, pokazał zdjęcie Watsonowi. Dla niego i Cricka był to moment olśnienia. Łącząc dane z fotografii z innymi dostępnymi informacjami, w krótkim czasie zbudowali poprawny model podwójnej helisy, który opublikowali w kwietniu 1953 roku w czasopiśmie „Nature”. Odkrycie to było jednym z najważniejszych w historii biologii. W 1962 roku Watson, Crick i Wilkins otrzymali za nie Nagrodę Nobla. Rosalind Franklin, której wkład był absolutnie kluczowy, zmarła w 1958 roku i nie została uhonorowana, ponieważ nagroda ta nie jest przyznawana pośmiertnie. Mapa człowieka Kolejna rewolucja nastąpiła w 1990 roku, kiedy uruchomiony został Projekt Poznania Ludzkiego Genomu (Human Genome Project, HGP). Celem jednego z najambitniejszych przedsięwzięć w historii nauki było zsekwencjonowanie całej informacji genetycznej człowieka – około 3 miliardów „liter” kodu DNA. Projekt zakończył się w kwietniu 2003 roku. Międzynarodowy zespół naukowców opracował pierwszą niemal kompletną mapę ludzkiego genomu. Obejmowała ona około 92 proc. sekwencji. Pozostałe 8 proc., składające się z powtarzalnych i trudnych do odczytania fragmentów, zostało pominięte i przez lata było określane jako „śmieciowe DNA”. Dopiero w 2022 roku, dzięki nowym technologiom, międzynarodowemu konsorcjum naukowców udało się w pełni zsekwencjonować również te brakujące fragmenty. Okazało się, że nie są one wcale „śmieciami”, a odgrywają kluczową rolę w fundamentalnych procesach komórkowych, takich jak prawidłowy podział komórek. To odkrycie otworzyło zupełnie nowe perspektywy w badaniach nad nowotworami i innymi chorobami. Genetyczne nożyczki, czyli edycja DNA Najnowszym i być może najdonioślejszym przełomem w genetyce jest rozwój technologii CRISPR-Cas9. System ten, pierwotnie odkryty u bakterii jako mechanizm obronny przed wirusami, został zaadaptowany przez naukowców do roli niezwykle precyzyjnych „molekularnych nożyczek”. Pozwala on na „wycinanie” i „wklejanie” fragmentów DNA w niemal dowolnym, precyzyjnie określonym miejscu w genomie. Za opracowanie tej metody Emmanuelle Charpentier i Jennifer Doudna otrzymały w 2020 roku Nagrodę Nobla w dziedzinie chemii. Technologia CRISPR zdemokratyzowała inżynierię genetyczną, czyniąc ją stosunkowo prostą, tanią i dostępną dla tysięcy laboratoriów na całym świecie, co otworzyło erę edycji genomu o niewyobrażalnym dotąd potencjale. Trzy filary genetyki Genetyka jest nauką rozległą, obejmującą badania na różnych poziomach organizacji życia. Aby usystematyzować tę dziedzinę, dzieli się ją na kilka głównych działów, z których każdy koncentruje się na innych aspektach dziedziczności i zmienności. Tradycyjnie wyróżnia się 3 fundamentalne filary genetyki. Są to: genetyka klasyczna – jest to najstarszy dział genetyki, którego korzenie sięgają prac Grzegorza Mendla. Koncentruje się na poziomie całego organizmu. Bada, w jaki sposób cechy są przekazywane z pokolenia na pokolenie, analizując wyniki krzyżówek i obserwując wzory dziedziczenia w rodzinach i rodowodach. To właśnie genetyka klasyczna pozwoliła na sformułowanie podstawowych praw dziedziczenia i zrozumienie pojęć takich jak dominacja, recesywność czy sprzężenie genów; genetyka molekularna – ten dział schodzi na poziom cząsteczek. Bada chemiczną naturę genów i mechanizmy, za pomocą których informacja genetyczna jest przechowywana, replikowana, odczytywana i tłumaczona na białka. To w ramach genetyki molekularnej odkryto strukturę DNA, zbadano proces replikacji i opracowano technologie, takie jak PCR i sekwencjonowanie DNA; genetyka populacyjna – perspektywa tego działu obejmuje całe populacje organizmów. Genetyka populacyjna bada, jak rozkład i częstość występowania różnych wersji genów w populacji zmieniają się w czasie. Analizuje wpływ selekcji naturalnej, dryfu genetycznego, mutacji i migracji na pulę genową populacji, dostarczając matematycznych narzędzi do zrozumienia procesów ewolucyjnych. Poza sekwencją Przez długi czas genetyka skupiała się na „twardym” kodzie, zapisanym w sekwencji DNA, traktując go jako w dużej mierze niezmienny plan. Jednak w ostatnich dekadach narodziła się nowa, rewolucyjna dziedzina – epigenetyka. Bada ona dziedziczne zmiany w funkcji genów, które nie są spowodowane zmianami w samej sekwencji nukleotydów. Epigenetyka pokazuje, że genom nie jest „sztywnym scenariuszem”, a „dynamicznym systemem”, który pozostaje w ciągłym dialogu ze środowiskiem. Zastosowania, które zmieniają świat Wiedza zdobyta dzięki genetyce nie pozostaje zamknięta w laboratoriach. W ciągu ostatnich kilkudziesięciu lat stała się potężnym narzędziem, które zrewolucjonizowało i wciąż rewolucjonizuje niemal każdą dziedzinę ludzkiej działalności. Medycyna przyszłości Wpływ genetyki na medycynę jest nie do przecenienia. Już teraz dziedziny te przeplatają się, a nadejście ery medycyny personalizowanej jest tylko kwestią czasu. Główne obszary zastosowania genetyki w medycynie to: diagnostyka genetyczna, farmakogenomika, terapia genowa. Na polu i w zagrodzie Genetyka zrewolucjonizowała także rolnictwo i hodowlę, dostarczając narzędzi do zwiększania plonów i poprawy jakości żywności. W tym przypadku, główne zastosowania genetyki to: organizmy modyfikowane genetycznie (GMO), selekcja wspomagana markerami (MAS). DNA jako dowód Genetyka stała się też jednym z najpotężniejszych narzędzi w rękach organów ścigania. W kryminalistyce. zastosowanie tej nauki dotyczy dziedzin takich jak: profilowanie DNA, genealogia genetyczna. Odczytywanie przeszłości Genetyka otworzyła zupełnie nowe okno na naszą przeszłość. Dzięki rozwojowi technik analizy kopalnego DNA (aDNA), naukowcy są w stanie pozyskiwać i odczytywać materiał genetyczny ze szczątków ludzi, zwierząt i roślin sprzed tysięcy, a nawet setek tysięcy lat. Nasz autor Artur Białek Dziennikarz i redaktor. Wcześniej związany z redakcjami regionalnymi, technologicznymi i motoryzacyjnymi. W „National Geographic” pisze przede wszystkim o historii, kosmosie i przyrodzie, ale nie boi się żadnego tematu. Uwielbia podróżować, zwłaszcza rowerem na dystansach ultra. Zamiast wygodnego łóżka w hotelu, wybiera tarp i hamak. Prywatnie miłośnik literatury.
Z czego zbudowany jest kod życia? Tajemnice budowy DNA
Podwójna helisa DNA, przypominająca skręconą drabinę sznurową, stała się uniwersalnym symbolem życia, dziedziczności i samej esencji tego, kim jesteśmy. Ta niezwykła struktura nie jest jedynie przypadkowym kształtem. Stanowi rozwiązania problemów, przed którymi stoi życie: jak przechowywać ogromne ilości informacji, chronić je przed uszkodzeniami i wiernie przekazywać kolejnym pokoleniom. Jak przedstawia się budowa DNA? Poniżej odpowiadamy na to pytanie.
Spis treści: Dekonstrukcja nukleotydu Tworzenie łańcucha Nie ulega wątpliwości, że kwas deoksyrybonukleinowy to jeden z najgenialniejszych tworów natury. Nie każdy wie, że DNA pojedynczej komórki zawiera około 6 miliardów par zasad, co w przeliczeniu na jednostki cyfrowe przekłada się na około 1,5 gigabajta danych. Organizm dorosłego człowieka składa się z kilkudziesięciu bilionów komórek. Sumując je wszystkie, należy przyjąć, że cząsteczki DNA we wszystkich komórkach organizmu gromadzą ponad 40 zettabajtów danych, czyli wielokrotnie więcej niż wynosi szacunkowa pojemność wszystkich serwerowni Google na świecie. Genetyka odsłoniła przed nami tajemnice DNA już w XX wieku, gdy powstało słynne „Zdjęcie 51”, niepodważalny dowód na jego helikalną strukturę. Dekonstrukcja nukleotydu Żeby zrozumieć, jak zbudowana jest cała struktura DNA, najpierw należy rozłożyć ją na najmniejsze jednostki budulcowe. Tą fundamentalną „cegiełką” jest cząsteczka zwana nukleotydem. Każdy z miliardów tworzących DNA nukleotydów jest precyzyjnie skonstruowany z trzech odrębnych komponentów. Razem wzięte, tworzą jednostkę zdolną zarówno do budowania struktury, jak i do przenoszenia informacji. Trzy filary Centralnym elementem każdego nukleotydu DNA jest pięciowęglowy cukier (pentoza) o nazwie deoksyryboza. To coś w rodzaju szkieletu, do którego przyłączone są pozostałe dwa komponenty. Cząsteczka ta jest blisko spokrewniona z innym cukrem, rybozą, występującą w RNA. Jednak brakuje jej jednej grupy hydroksylowej (-OH) przy drugim atomie węgla w pierścieniu. Ta pozornie niewielka modyfikacja chemiczna znacząco zwiększa stabilność kwasu deoksyrybonukleinowego, czyniąc go idealnym materiałem do długoterminowego przechowywania informacji genetycznej, w przeciwieństwie do bardziej reaktywnego i krótkotrwałego RNA. Do piątego atomu węgla w cząsteczce deoksyrybozy przyłączona jest (wiązaniem estrowym) reszta kwasu fosforowego, zwana grupą fosforanową. Pełni ona rolę kluczowego łącznika – swoistego „zaczepu”, który w przyszłości połączy jeden nukleotyd z następnym, tworząc długi łańcuch. Grupy fosforanowe niosą ze sobą ujemny ładunek elektryczny, co nadaje całej cząsteczce DNA silnie ujemny charakter. Ta właściwość jest niezwykle ważna, ponieważ wpływa interakcje DNA z białkami, które często mają dodatnio naładowane obszary. Prawdziwym centrum informacyjnym nukleotydu jest zasada azotowa, przyłączona do pierwszego atomu węgla deoksyrybozy wiązaniem glikozydowym. W DNA występują cztery różne zasady, które stanowią „litery” genetycznego alfabetu: adenina (A), guanina (G), cytozyna (C) i tymina (T). To właśnie sekwencja, czyli kolejność tych czterech zasad w łańcuchu DNA, koduje wszystkie instrukcje potrzebne do budowy i funkcjonowania organizmu. Puryny i pirymidyny Cztery zasady azotowe nie są sobie równe pod względem budowy chemicznej. Dzielą się na dwie odrębne grupy, a ta klasyfikacja ma fundamentalne znaczenie dla struktury całej podwójnej helisy. Grupy, o których mowa, to: puryny – należą do nich adenina i guanina. Są to większe cząsteczki, zbudowane z dwóch połączonych ze sobą pierścieni węglowo-azotowych; pirymidyny – to cytozyna i tymina, mniejsze cząsteczki, składające się z pojedynczego pierścienia węglowo-azotowego. To właśnie owa różnica w wielkości jest kluczem do geometrycznej doskonałości helisy DNA. Duża puryna zawsze tworzy parę z małą pirymidyną, a to gwarantuje, że każdy „szczebel drabiny” DNA ma dokładnie taką samą szerokość. To sprawia, że cała struktura idealnie regularna, bez żadnych zwężeń, które mogłyby ją zdestabilizować. Tworzenie łańcucha Nukleotydy są jak pojedyncze litery alfabetu, które osobno nie znaczą nic. Każda komórka musi je połączyć w łańcuchy polinukleotydowe, które w tym porównaniu pełnią funkcję spójnych zdań. Wiązania fosfodiestrowe Kluczem do połączenia nukleotydów jest silne wiązanie kowalencyjne, nazywane wiązaniem 3',5'-fosfodiestrowym. Grupa fosforanowa, przyłączona do piątego atomu węgla (oznaczanego jako 5') w deoksyrybozie jednego nukleotydu, tworzy wiązanie z grupą hydroksylową (-OH) znajdującą się przy trzecim atomie węgla (3') w deoksyrybozie kolejnego nukleotydu. W następstwie wielokrotnie powtarzającego się procesu, powstaje niezwykle wytrzymały szkielet cukrowo-fosforanowy, który stanowi „poręcze” drabiny DNA. To coś w rodzaju strukturalnego kręgosłupa cząsteczki, podczas gdy zasady azotowe wystają do wewnątrz niczym szczeble. Polarność Konsekwencją takiego sposobu łączenia jest powstanie polarności, czyli kierunkowości łańcucha. Nukleotydy są dodawane w określony sposób (koniec 5' jednego do końca 3' drugiego), więc cały łańcuch ma dwa chemicznie różne końce. Na jednym krańcu pozostaje wolna grupa fosforanowa przy węglu 5'. Ten koniec nazywamy końcem 5'. Na przeciwnym krańcu znajdzie się wolna grupa hydroksylowa przy węglu 3'. To koniec 3'. To właśnie kierunkowość stanowi fundamentalną, fizyczną i chemiczną oś, wzdłuż której działa przetwarzająca informację genetyczną „maszyneria komórkowa”. Enzymy odpowiedzialne za kopiowanie DNA (polimerazy DNA) potrafią poruszać się wzdłuż nici tylko w jednym kierunku, dobudowując nowe nukleotydy wyłącznie do wolnego końca 3' rosnącego łańcucha. Mechanizm chemiczny tej reakcji, polegający na ataku grupy 3'-OH na przyłączany nukleotyd, uniemożliwia dobudowywanie w drugą stronę. Ta zasada ma fundamentalne znaczenie dla skomplikowanych procesów, takich jak replikacja DNA, i wyjaśnia, dlaczego komórka musiała wyewoluować wyrafinowane strategie, żeby mogła poradzić sobie z tym ograniczeniem. Arcydzieło natury Gdy wszystkie elementy składowe znajdą się na swoim miejscu, powstaje finalna konstrukcja. Mowa o cząsteczce DNA, nazywanej podwójną helisą, która składa się z dwóch łańcuchów polinukleotydowych, skręconych śrubowo wokół własnej osi. Nasz autor Artur Białek Dziennikarz i redaktor. Wcześniej związany z redakcjami regionalnymi, technologicznymi i motoryzacyjnymi. W „National Geographic” pisze przede wszystkim o historii, kosmosie i przyrodzie, ale nie boi się żadnego tematu. Uwielbia podróżować, zwłaszcza rowerem na dystansach ultra. Zamiast wygodnego łóżka w hotelu, wybiera tarp i hamak. Prywatnie miłośnik literatury.
Nowe badanie genetyczne ujawnia nieznany świat w głębinach oceanów
Zespół naukowców przeanalizował niemal tysiąc próbek DNA z oceanów. Wyniki ujawniły, że wiele gatunków ryb żyje w warunkach, które wcześniej uznawano za skrajnie nieprzyjazne. Znacząca część dotychczasowych danych o ich zasięgach okazała się niepełna. Czy mapy życia morskiego są nieaktualne?
Jak dobrze wiemy, mapa to obraz powierzchni Ziemi lub jej fragmentu, który przedstawiony jest w określonej skali i za pomocą umownych znaków. Jednak za jej pomocą możemy pokazać tak naprawdę wszystko, co tylko chcemy, w zależności od tego, na jakich informacjach nam zależy i co chcemy przeanalizować. Bo to nie tylko granice państw i regionów, czy ukształtowanie terenu. Za pomocą mapy możemy także określać występowanie gatunków morskich. Naukowcy stworzyli nową mapę gatunków morskich To właśnie było przedmiotem badań francuskich naukowców, którzy opublikowali swoją pracę na łamach czasopisma „PLOS Biology”. Zespół wykorzystał metodę analizy materiału DNA w oceanach, aby jeszcze raz przyjrzeć się gatunkom stworzeń żyjących w wodzie. „Ocena geograficznego rozmieszczenia gatunków ma kluczowe znaczenie dla przybliżenia ich nisz ekologicznych, zrozumienia, w jaki sposób globalne zmiany mogą zmieniać wzorce ich występowania, a także umożliwia przewidywanie ryzyka wyginięcia” – napisali we wstępie swojej pracy autorzy. Badacze w tym celu wykorzystali blisko 1000 próbek DNA środowiskowego z 542 lokalizacji, czyli eDNA ze wszystkich oceanów, w tym z regionów polarnych i odległych wysp tropikalnych. W ten sposób naukowcy chcieli określić stopień niedoszacowania zasięgów geograficznych i nisz ekologicznych (miejsce i funkcja organizmów w strukturze ekosystemu) ryb w oparciu o globalne dane, które wskazują ich występowanie. Dane o gatunkach ryb były niedoszacowane „Nasze badania wykazały, że znane zasięgi geograficzne dla 93% gatunków i zakresy nisz ekologicznych dla 7% gatunków były niedoszacowane. Praca ta przyczyniła się do ich zapełnienia” – podkreślają uczeni. W skrócie oznacza to, że rzeczywisty obszar występowania jest większy niż wynika z dotychczasowych danych, a dotychczasowe mapy rozmieszczenia gatunków są niekompletne. Badacze podkreślają także, że wiele gatunków żyło daleko poza obszarami, na których były historycznie mapowane. „Na przykład ryby z rodziny bielankowatych zostały wykryte w Patagonii, czyli południowej części Ameryki Południowej. Dotychczas wiadomo było, że żyje tylko w mroźnych warunkach regionu Antarktydy” – wyjaśnia Loïc Sanchez, kierownik badań i profesor z Uniwersytetu w Montpellier. Co natomiast oznacza niedoszacowanie nisz ekologicznych? Właściwie to, że 7% gatunków toleruje warunki środowiskowe, które wcześniej uważano za niemożliwe do życia. Kolejny przykład bielankowatych pokazuje, że ryby te zostały znalezione w wodzie o temperaturze o prawie 10 stopni Celsjusza cieplejszej, niż maksymalna temperatura, w której sądzono, że są w stanie przetrwać. Należy jeszcze raz zbadać oceany? Wyniki ich badań sugerują, że podobne analizy, które opierają się na pobieraniu próbek w odległych obszarach świata, ale także przeprowadzanie badań eDNA w obszarach o nadmiarze informacji, może rzucić nowe światło na obecność gatunków ryb w miejscach całkowicie niespodziewanych. „To może mieć konsekwencje dla modelowania, zarządzania i ochrony bioróżnorodności” – podkreślili naukowcy. „Aby działania na rzecz ochrony przyrody miały większe szanse na obronę gatunków przed zagrożeniami, takimi jak zmiana klimatu i działalność człowieka, należy znać cały zakres ich siedlisk, a także granice ich przetrwania, aby ocenić, czy są one zagrożone wyginięciem” – podsumowali w oświadczeniu francuscy badacze. Źródło: PLOS Biology Nasz autor Jakub Rybski Dziennikarz, miłośnik kina niezależnego, literatury, ramenu, gier wideo i dobrego rocka. Wcześniej związany z telewizją TVN24 i Canal+, obecnie pracuje w RMF FM. Zawodowo nie boi się podejmować żadnego tematu. Pisze przede wszystkim o archeologii i przyrodzie. Prywatnie bardzo zainteresowany polityką.
Ten ptak nie powinien istnieć. Kolorowa hybryda zaskoczyła ornitologów w USA
Hybryda modrosójki i modrowronki nie powinna pojawić się w naturze – to ptaki zbyt daleko spokrewnione. A jednak w Teksasie ornitolodzy złapali taki egzemplarz. Niezwykły ptak potrafi nawet śpiewać jak oba gatunki.
Naukowcy z USA zaobserwowali coś wyjątkowego: ptaka-hybrydę dwóch gatunków, których linie ewolucyjne rozeszły się 7 milionów lat temu. Oznacza to tyle, że krzyżówka powstała między ptakami stosunkowo daleko spokrewnionymi. Jak to możliwe? Odkrycie niezwykłego ptaka-hybrydy w Teksasie Do odkrycia doszło w okolicach San Antonio w Teksasie (USA). W 2023 roku, jeden z lokalnych obserwatorów ptaków zauważył w swoim ogrodzie osobnika o niezwykłym wyglądzie i opublikował jego zdjęcia w mediach społecznościowych. Ornitolog Brian Stokes zainteresował się tematem i po kilku próbach udało mu się złapać ptaka. Zbadał go i opisał w artykule naukowym w czasopiśmie „Ecology and Evolution”. Modrosójka czy modrowronka? Okazało się że to krzyżówka modrosójki błękitnej (Cyanocorax luxuosus) i modrowronki zielonej (Cyanocorax yncas). W języku angielskim pokrewieństwo tych ptaków widać także w nazwach: blue jay i green jay. Złapana przez Stokesa hybryda miała niebieskie upierzenie przypominające modrosójkę, a do tego charakterystyczne wzory na głowie modrowronki zielonej. Co więcej, potrafiła naśladować głosy obu gatunków. Gdzie krzyżują się ścieżki obu gatunków? Oba gatunki należą do rodziny krukowatych, w której znajdują się też m.in. wrony, sroki i kruki. Historycznie modrowronka zielona występowała głównie w tropikalnych rejonach Meksyku, Ameryki Środkowej oraz w południowym Teksasie. Z kolei modrosójka – we wschodnich obszarach USA, dochodząc na zachodzie mniej więcej do Houston. W ostatnim czasie zasięgi obu gatunków wyraźnie się przesunęły. Wzrost temperatur sprzyja ekspansji modrowronki zielonej na północ, a inne zmiany klimatyczne i działalność człowieka przesunęły modrosójkę na zachód. W efekcie ich siedliska zaczęły się pokrywać w środkowym Teksasie. Dowód w genach i hybryda z muzeum Pobrana próbka krwi hybrydy potwierdziła jej mieszane pochodzenie: matką była najpewniej modrowronka, a ojcem modrosójka. W latach 70. udało się w hodowli skrzyżować oba gatunki, ale ten przypadek jest pierwszym udokumentowanym w naturze. Spreparowana hybryda z lat 70. znajduje się dziś w muzeum w Fort Worth. Ptak złapany przez Briana Stokesa jest identyczny. Niezwykła modro-sójko-wronka została zaobrączkowana i wypuszczona. Jej wiek szacowano w momencie złapania na około rok. Po 2023 roku słuch o ptaku zaginął, ale w tym roku widziano go znowu, w tym samym ogrodzie w San Antonio. Czy natura skrywa więcej hybryd? Według naukowców możliwe, że takich hybryd jest w naturze więcej, tylko są trudne do wykrycia. Obszar, w którym nakładają się zasięgi obu gatunków jest słabo zaludniony. Zdaniem Stokesa hybrydyzacja w świecie zwierząt jest znacznie częstsza, niż pokazują dane naukowe. Zmiany klimatyczne (i inne) mogą jak widać prowadzić do zaskakujących skutków. Takich przypadków na pewno będzie więcej i otworzą nowe pole badań nad ewolucją i bioróżnorodnością. Źródło: Ecology and Evolution Nasza autorka Magdalena Rudzka Dziennikarka „National Geographic Traveler" i „Kaleidoscope". Przez wiele lat również fotoedytorka w agencjach fotograficznych i magazynach. W National-Geographic.pl pisze przede wszystkim o przyrodzie. Lubi podróże po nieoczywistych miejscach, mięso i wino.
Rewolucja epigenetyczna w medycynie. Nowe metody wykrywania raka
Mechanizmy epigenetyczne sterują rozwojem naszych komórek. Ich zrozumienie pozwoli skuteczniej wykrywać i leczyć choroby.
Spis treści: Co to jest epigenetyka? Dlaczego epigenetyka może być kluczem do wyjaśnienia, jak powstają choroby? Wczesne wykrywanie nowotworów oparte na epigenetyce Prewencja chorób cywilizacyjnych oparta na epigenetyce Większość z nas pamięta ze szkoły, że to jak wyglądamy i jak funkcjonuje nasze ciało zapisane jest w DNA – materiale genetycznym odziedziczonym od rodziców. Ten sam kod genetyczny znajduje się w niemal każdej komórce naszego ciała, których jest około 30–40 bilionów. I tu pojawia się pytanie, które przez wieki nurtowało naukowców. Jak to możliwe, że z identycznego DNA powstaje tak ogromna różnorodność komórkowa budujące ciało ludzkie? Ciało, w którym jedne komórki przewodzą prąd – komórki nerwowe, inne dają nam możliwość ruchu – komórki mięśniowe itd.? Co to jest epigenetyka? Odpowiedź na to pytanie jest zasadniczo prosta: DNA czytane jest na różne sposoby w różnych typach komórek. To rodzi następne pytanie: kto czy co decyduje o tym, jak materiał genetyczny jest czytany w konkretnej komórce? To właśnie mechanizmy epigenetyczne decydują o tym, jak DNA w komórce jest odczytywane. Dzięki nim z jednej, wspólnej instrukcji powstaje niezwykle złożony organizm, w którym każda komórka odgrywa precyzyjnie zaplanowaną rolę. Epigenetyka to dziedzina nauki badająca te mechanizmy. Dlaczego epigenetyka może być kluczem do wyjaśnienia, jak powstają choroby? Prawidłowe funkcjonowanie mechanizmów epigenetycznych pozwala na rozwój tak skomplikowanej maszyny, jaką jest ludzki organizm, zbudowany z ok. 200 typów komórek. Gdyby taki organizm żył w idealnym środowisku, w którym żaden z czynników nie wpływałby negatywnie na funkcjonowanie mechanizmów epigenetycznych, żylibyśmy długo i w zasadzie bez większości chorób. Takie środowisko niestety nie istnieje. Od naszych pierwszych dni na świecie nasz organizm poddawany jest działaniu niekorzystnych czynników środowiskowych, które zmieniają funkcjonowanie mechanizmów epigenetycznych. Kiedyś myśleliśmy, że zmiany genetyczne, takie jak mutacje DNA, są kluczowe w powstaniu chorób, szczególnie nowotworów. Okazało się jednak, że DNA w naszych komórkach jest bardzo stabilne i nawet jeśli czynniki środowiskowe doprowadzą do powstania mutacji, zasadnicza większość tych mutacji jest przez komórkę naprawiana. Dlatego też w momencie, gdy świat naukowy doszedł do wniosku, że samych mutacji nie da się obarczyć winą za rozwój nowotworów i wielu innych chorób, nastąpił dynamiczny rozwój badań epigenetycznych. A stało się to w zasadzie w latach dwutysięcznych, tak więc epigenetyka jest nauką stosunkowo młodą. Wczesne wykrywanie nowotworów oparte na epigenetyce Pomimo tego, iż epigenetyka jest bardzo młodą dziedziną nauki, osiągnięcia naukowców pracujących w tej dziedzinie są absolutnie zdumiewające. Najlepszym przykładem tych osiągnięć jest prosty test umożliwiający wczesne wykrywanie nowotworów z diagnostycznej próbki krwi. Prototyp takiego testu opartego na markerach epigenetycznych jest już w bardzo zaawansowanych badaniach klinicznych. Co istotne, pomimo lat prób opracowanie takiego testu na markerach genetycznych nie powiodło się. Wprowadzenie do profilaktyki nowotworów prostego testu, który pozwalałby wykrywać nowotwór szczególnie w jego wczesnym stadium i który każdy z nas mógłby wykonać co kilka lat, zrewolucjonizowałoby profilaktykę nowotworową. Największym wyzwaniem współczesnej onkologii jest to, iż większość nowotworów wykrywamy w zaawansowanym i rozsianym stadium, kiedy prognoza jest bardzo poważna. Gdybyśmy mogli wykrywać je wcześniej, leczenie w zdecydowanej liczbie przypadków kończyłoby się chirurgicznym usunięciem guza. Prewencja chorób cywilizacyjnych oparta na epigenetyce Onkologia nie jest jedyną dziedziną medycyny, którą rewolucjonizują badania epigenetyczne. Z postępem badań epigenetycznych coraz jaśniejsze staje się, że zaburzenie mechanizmów epigenetycznych leży u podstaw choroby cywilizacyjnych, takich jak np. cukrzyca typu drugiego. Zrozumienie tych mechanizmów, podobnie jak w nowotworach, może otworzyć drogę nie tylko do skutecznej prewencji, ale także do efektywnego leczenia tych schorzeń. Nasz ekspert prof. Tomasz K. Wojdacz Ekspert od epigenetyki klinicznej. Prezes Międzynarodowego Towarzystwa Epigenetyki Molekularnej i Klinicznej oraz redaktor uznanych czasopism naukowych w dziedzinie badan epigenetycznych.
Naukowcy wykryli gigantyczne DNA w ustach. Jest obecne u większości z nas
Olbrzymie elementy DNA, które znajdują się u większości ludzi, wykryli badacze z Japonii i Indonezji. Do tej pory nikt o nich nie wiedział. A odgrywają kluczową rolę – na przykład pomagają „dobrym” bakteriom, które są naturalnym elementem mikrobiomu jamy ustnej.
Najnowsze badanie opublikowane na łamach „Nature Communications” to dowód na to, że nie tylko morskie głębiny i kosmos nadal są dla nas wielkimi zagadkami. Również współczesną medycynę ciągle mogą czekać rewolucyjne odkrycia. To, dotyczące DNA w ustach, jest jednym z nich. Zagadkowy mikrobiom Ludzie funkcjonują nie tylko dzięki złożonym organom, ale też w wyniku działania mikrobiomu. Tworzą go bakterie, wirusy i grzyby, które zamieszkują ludzki organizm i jego powierzchnię. W ostatnich latach naukowcy przyglądają się mikrobiomowi w różnych częściach ludzkiego organizmu. Częściowo zainspirowani niedawnymi odkryciami „obcego” DNA w mikrobiomie gleby, Yuya Kiguchi, współuczestnik projektu badawczego i jego zespół zwrócili uwagę na duży zbiór próbek śliny zebranych przez laboratorium Yutaka Suzuki z Graduate School of Frontier Sciences na Uniwersytecie Tokijskim. Postanowili się mu przyjrzeć. W ustach odkryto gigantyczne DNA Na potrzeby najnowszych badań przeanalizowano skład śliny blisko 500 osób. Okazało się, że w 74% próbek znajdował się nieznany do tej pory materiał genetyczny. Określono go jako inocles. Jak określili to sami naukowcy, są to gigantyczne elementy DNA, które dotychczas umykały wykryciu. Wykrycie inocles nie było łatwe, ponieważ konwencjonalne metody sekwencjonowania fragmentują dane genetyczne, uniemożliwiając rekonstrukcję dużych elementów. Kluczowy przełom nastąpił po zastosowaniu metody o nazwie preNuc, która pozwala na selektywne usuwanie ludzkiego DNA z próbek śliny. Okazało się, że gospodarzem dla inocles jest głównie bakteria Streptococcus salivariu. – Wiemy, że w mikrobiomie jamy ustnej występuje dużo różnych rodzajów bakterii, ale wiele z ich funkcji i sposobów ich powstawania pozostaje nadal nieznanych – mówi Kiguchi. Jak wyjaśnia, inocles to przykład DNA pozachromosomowego – fragmentów DNA, które występują w komórkach, w tym przypadku bakteriach, ale poza ich głównym DNA. Jak to sobie wyobrazić? – To tak, jakbyśmy znaleźli książkę z dodatkowymi przypisami, które dopiero zaczynamy czytać, aby dowiedzieć się, do czego służą – wyjaśnia obrazowo badacz. Te przypisy to właśnie inocles. Standardowe pozachromosomowe elementy DNA, takie jak plazmidy, zawierają zazwyczaj najwyżej kilkadziesiąt tysięcy „liter” kodu genetycznego. Z kolei inocles mają ich średnio 350–395 tysięcy, zatem są gigantami. Rola inocles w ludzkim organizmie Inocles mogą odgrywać ważną rolę w zapewnieniu ludziom zdrowia. Badacze wskazali kilka funkcji „gigantycznego DNA”: zwiększanie zdolności adaptacyjnych bakterii gospodarza: inocles zawierają geny, które pomagają bakteriom, głównie Streptococcus salivarius, przetrwać w trudnym środowisku jamy ustnej; budowanie odporności na stres oksydacyjny i środowiskowy: chronią bakterie przed uszkodzeniami spowodowanymi stresem oksydacyjnym; naprawa uszkodzeń DNA: posiadają geny związane z naprawą DNA. Innym ważnym ustaleniem jest to, że inocles mogą być potencjalnym biomarkerem dla niektórych nowotworów. Analizując ślinę być może będzie można dokonać diagnostyki pod kątem wykrycia raka głowy i szyi (HNC) oraz raka jelita grubego (CRC). W skrócie: pacjenci bez lub z niewielką liczbą inocles mogą cierpieć na te choroby. Źródło: Nature Communications Nasz autor Szymon Zdziebłowski Dziennikarz naukowy i podróżniczy, z wykształcenia archeolog śródziemnomorski. Przez wiele lat był związany z Serwisem Nauka w Polsce PAP. Opublikował m.in. dwa przewodniki turystyczne po Egipcie, a ostatnio – popularnonaukową książkę „Wielka Piramida. Tajemnice cudu starożytności” o największej egipskiej piramidzie. Miłośnik niewielkich, lokalnych muzeów. Uwielbia długie trasy rowerowe, szczególnie te prowadzące wzdłuż rzek. Lubi poznawać nieznane zakamarki Niemiec, zarówno na dwóch kółkach, jak i w czasie górskiego trekkingu.
Jakie jest pochodzenie Słowian? Są wyniki szeroko zakrojonych badań DNA
Migracja ze wschodu, a nie transformacja lokalnych społeczności była najważniejszym czynnikiem decydującym o powstaniu słowiańskiej Europy w V–VII wieku – wynika z szeroko zakrojonych badań genetycznych. Objęto nimi szczątki kilkuset osób.
Jest to jeden z największych sporów w polskiej archeologii: skąd wywodzą się Słowianie? Zażarte debaty trwają od wielu dekad. W jednym obozie są badacze, którzy sądzą, że Słowianie pochodzą się z obszaru dorzecza Prypeci na terenie dzisiejszej Białorusi. Stamtąd mieli rozpocząć w V–VI wieku marsz na zachód i południe Europy. Druga grupa badaczy uważa, że Słowianie mieszkali w Polsce „od zawsze” i nie ma mowy o żadnej większej migracji z innych terenów. Nowe, szeroko zakrojone badania DNA, wskazują, kto miał więcej racji. Współpraca międzynarodowa kluczem do sukcesu Międzynarodowy zespół badaczy podsumował właśnie sześcioletni projekt HistoGenes, finansowany ze środków Europejskiej Rady ds. Badań Naukowych. Jego celem była rekonstrukcja dziejów Europy Środkowo-Wschodniej między V a IX wiekiem (400–900 n.e.), a więc pomiędzy upadkiem Imperium Rzymskiego a ukształtowaniem się średniowiecznej Europy. Jest to kluczowy moment, jeśli chodzi o rozprzestrzenienie się Słowian po niemal całej Europie. Projekt realizowany był we współpracy czterech partnerów wiodących (Wiedeń, Budapeszt, Lipsk oraz Princeton) przy udziale kilkudziesięciu naukowców z wielu krajów Europy, w tym z Polski. Kluczową rolę odegrali dr Joscha Gretzinger, prof. Johannes Krause i dr Zuzana Hofmanová z Instytutu Antropologii Ewolucyjnej im. Maxa Plancka w Lipsku (a ostatnia z badaczek również z Uniwersytetu Masaryka) oraz prof. Walter Pohl z Uniwersytetu Wiedeńskiego i Austriackiej Akademii Nauk. Tysiące grobów „przemówiło” W trakcie sześciu lat przebadano 6 tys. pochówków z Austrii, Czech, Niemiec, Węgier, ale i Polski. Już sama liczba analiz wskazuje, że HistoGenes to największy projekt dotyczący historii wczesnośredniowiecznej Europy, który łączy tradycyjne badania historyczne, ustalenia archeologów i antropologów, w tym paleogenetyków. Badania nie były proste, bo pierwsze grupy Słowian, jakie zasiedlały Polskę, paliły swoich zmarłych. A to utrudnia, a w zasadzie niemal wyklucza pozyskanie DNA. W spalonych kościach brak materiału organicznego (kolagenu) i nie da się ekstrahować DNA niezbędnego do badań genetycznych – Szczęśliwie w czasie badań w Gródku (nieopodal Hrubieszowa) udało się natrafić na kilka szkieletów noworodków z VIII–IX wieku. Są to najstarsze szkielety ludności wczesnośredniowiecznej, a więc słowiańskiej, z Polski. Pozyskany ze szkieletów materiał został włączony do prac zespołu HistoGenes. W rezultacie Gródek nad Bugiem i badacze z Rzeszowa, Hrubieszowa, Lublina i Łodzi weszli w skład zespołu przygotowującego artykuł, jaki właśnie opublikowano w piśmie „Nature” – wyjaśnia National Geographic Polska prof. Marcin Wołoszyn z Uniwersytetu Rzeszowskiego i Leibniz-Instytut Historii i Kultury Europy Środkowej i Wschodniej w Lipsku. Naukowcy przebadali także inne pochówki z Polski. Są to na przykład szczątki ludzie z podkrakowskich jaskiń – najpewniej świadków burzliwej epoki wędrówek ludów. Wczesnośredniowieczny materiał genetyczny z Gródka porównano z grobami datowanymi na okres rzymski, ale też z wynikami analiz wykonanych na słowiańskich nekropolach od Chorwacji po zachodnią Ukrainę. Na potrzeby tej publikacji w „Nature” przebadano DNA ponad 550 zmarłych. Niewielka seria prób pochodzi z Ukrainy oraz Łotwy. Ten artykuł jest tylko jednym z efektów projektu HistoGenes, w czasie którego przeanalizowano genom kilku tysięcy zmarłych. Ciekawostką jest też fakt, że Słowianie zasiedlali we wczesnym średniowieczu tereny znajdujące się w obecnych wschodnich Niemczech. Z cmentarzyska Niederwünsch w Saksonii-Anhalt badacze przebadali DNA ponad 200 osób. Wielka wędrówka Słowian. Koniec zagadki? Co wynika z porównania i analiz DNA? – To migracja ze wschodu, a nie transformacja lokalnych społeczności była najważniejszym czynnikiem decydującym o powstaniu słowiańskiej Europy w V–VII wieku – mówi prof. Wołoszyn. W przypadku Niemiec wschodnich i Polski doszło do zasadniczej wymiany ludności – nawet 80%. – Nie mamy do czynienia z pełną wymianą ludności, ale jednak z ogromną jej częścią: nie chodzi o wędrówkę elit albo np. mężczyzn – wojowników, ale całych populacji – podkreśla naukowiec. Znacznie mniejszy udział migrantów dostrzegalny jest w wypadku Chorwacji. – Wydaje się to łatwe do wytłumaczenia: słowiańska migracja na Bałkanach wytracała już swój impet – dodaje prof. Wołoszyn. Czy już wszystko jest jasne w kwestii pochodzenia Słowian? – Na szczęście nie. Warto będzie badać dalsze cmentarzyska, zwłaszcza z terenu dzisiejszej Białorusi i Ukrainy. Z wiadomych powodów łatwe to nie będzie – kończy naukowiec. Źródła: Nature, National Geographic Polska Nasz autor Szymon Zdziebłowski Dziennikarz naukowy i podróżniczy, z wykształcenia archeolog śródziemnomorski. Przez wiele lat był związany z Serwisem Nauka w Polsce PAP. Opublikował m.in. dwa przewodniki turystyczne po Egipcie, a ostatnio – popularnonaukową książkę „Wielka Piramida. Tajemnice cudu starożytności” o największej egipskiej piramidzie. Miłośnik niewielkich, lokalnych muzeów. Uwielbia długie trasy rowerowe, szczególnie te prowadzące wzdłuż rzek. Lubi poznawać nieznane zakamarki Niemiec, zarówno na dwóch kółkach, jak i w czasie górskiego trekkingu.
Wygląda jak zabawka, ma 2 cm. długości, a jego samce zachodzą w ciążę. Wyjaśniono niezwykłą biologię pławikonika
Biologów od dawna intrygowały niezwykłe organizmy najmniejszych koników morskich. Po zbadaniu genomu tych rybek wreszcie wiadomo, jak osiągnęły miniaturowy rozmiar, dziwny kształt i niespotykaną strategię rozrodczą.
Najmniejsze pławikoniki (m.in. Hippocampus bargibanti) to niezwykłe morskie rybki, których długość rzadko przekracza dwa centymetry. Słyną z doskonałego kamuflażu – upodobniły się do kolorów i faktur korali, wśród których żyją. Niektóre gatunki mają na skórze guzki do złudzenia przypominające polipy korali, co czyni je niemal niewidzialnymi zarówno dla drapieżników, jak i dla nurków. Co odkryli naukowcy w genach pławikonika? Naukowcy z Chin i Niemiec postanowili zbadać, w jaki sposób ewolucja doprowadziła do tak perfekcyjnego i ekstremalnego przystosowania. Najpierw stworzyli kompletną mapę genomu pławikonika, a następnie porównali ją z genami jego najbliższych krewnych. Analizowali zarówno obecność i aktywność genów, jak i rozwój zarodkowy. Szczególne zainteresowanie wzbudził gen nazwany hoxa2b, odpowiadający za „plan budowy ciała” u większości zwierząt. Odkryto, że u najmniejszych pławikoników gen ten po prostu nie działa. Prawdopodobnie to główny powód, który doprowadził do miniaturyzacji i niezwykłego kształtu tej rybki. Badania ujawniły, że koniki karłowate w drodze ewolucji straciły aż 438 genów obecnych u innych koników morskich. Poza tym kolejne 635 genów wskutek mutacji zostało wyłączonych. Zanikły u nich także liczne mechanizmy kontrolujące procesy wzrostu i rozwoju. Według autorów artykułu, opublikowanego właśnie w czasopiśmie „Proceedings of the National Academy of Sciences” to właśnie utrata genów i elementów regulacyjnych odpowiada za ich wyjątkowe cechy i symbiotyczny tryb życia wśród korali. Ciąża samców wyjaśniona Kolejnym zaskakującym odkryciem było to, że najmniejsze pławikoniki mają znacznie słabszy układ odpornościowy niż inne ryby. Brakuje im kluczowych genów, które zwykle odpowiadają za produkcję białek zwalczających patogeny. Badacze sugerują, że to koralowce, wśród których żyją te ryby, przejęły tę rolę, ponieważ wytwarzają naturalne antybiotyki. Słabsza odporność mogła też doprowadzić do kolejnej biologicznej ciekawostki. Koniki morskie są znane z unikatowego zjawiska – ciąży samców. Utrata części genów układu immunologicznego mogła ułatwić rozwój tej strategii rozrodczej – brak reakcji obronnych zmniejsza ryzyko odrzucenia zarodków noszonych w ciele przez samce. A więc to utrata, a nie zyskiwanie nowych genów, była tu kluczowym mechanizmem ewolucyjnym. Dzięki niej pławikoniki zyskały mistrzowski kamuflaż, miniaturowe rozmiary oraz niezwykłe strategie przetrwania w symbiozie z koralowcami. Źródło: Proceedings of the National Academy of Sciences Nasza autorka Magdalena Rudzka Dziennikarka „National Geographic Traveler" i „Kaleidoscope". Przez wiele lat również fotoedytorka w agencjach fotograficznych i magazynach. W National-Geographic.pl pisze przede wszystkim o przyrodzie. Lubi podróże po nieoczywistych miejscach, mięso i wino.
Kim byli rdzenni Amerykanie? Nowe badanie ujawnia DNA pierwszych ludzi na tym kontynencie
Pierwsi ludzie, którzy przybyli do Ameryki Północnej mieli geny denisowian. Tak wynika z najnowszego badania, które opublikowano na łamach prestiżowego czasopisma „Science”.
Spis treści: Kim byli pierwsi Amerykanie? Tajemniczy gen człowieka z Denisowej Jaskini Wpływ różnych genów na układ immunologiczny rdzennych Amerykanów Od wielu lat toczą się naukowe spory nie tylko o to, kiedy pierwsi ludzie zasiedlili Amerykę Północną, ale także kim byli rdzenni Amerykanie. Najnowsze dowody archeologiczne wskazują, że pierwsza migracja na terytorium kontynentu odbyła się ok. 12–14 tysięcy lat temu. W okresie ostatniej epoki lodowej ludzie z Azji przedostali się tam przez Cieśninę Beringa, a dokładniej przez pas lądu Beringia, który łączył dzisiejszą Syberię z terenami północnej Kanady i Alaski. Kim byli pierwsi Amerykanie? Inaczej jest z ludźmi, którzy docierali do Ameryki Południowej. Ci mogli pojawić się tam jeszcze wcześniej, a badania z 2023 roku wykazały, że nawet 25 tysięcy lat temu. Zgodnie z badaniem opublikowanym na łamach czasopisma naukowego „Proceedings of the Royal Society B”, w regionie Santa Elina, w stanie Mato Grosso w centralnej Brazylii odkryto najstarsze ślady zostawione przez Homo sapiens w Ameryce Południowej. Współcześnie plemiona rdzennych Amerykanów to tworzą wiele grup etnicznych i kulturowych, które posługują się różnymi językami i wyznają różne wierzenia. Najnowsze badanie opublikowane na łamach „Science” wykazało, że pierwsi ludzie, którzy pojawili się na tym kontynencie mieli DNA dwóch wymarłych gatunków człowieka – neandertalczyków i denisowian. Badacze uważają, że ta mieszanka genów pozwoliła im przetrwać w nowym środowisku, w którym narażeni byli na zupełnie inne bakterie i wirusy. – Współczesne genomy ludzkie zawierają niewielką liczbę archaicznych genów, będących spuścizną po wcześniejszych krzyżowaniach z neandertalczykami i denisowianami. Większość z nich jest neutralna, ale niektóre występujące u współczesnych ludzi były efektem selekcji naturalnej i mogły odegrać kluczową rolę w adaptacji do nowych środowisk w miarę zasiedlania świata przez ludzi – napisali w swojej pracy naukowcy. Tajemniczy gen człowieka z Denisowej Jaskini Badacze podkreślają, że populacje amerykańskie napotkały niezliczoną ilość nowych środowisk, co umożliwiło selekcji naturalnej „faworyzowanie archaicznych genów w nowym środowisku”. – Rdzenne i mieszane populacje amerykańskie były niedostatecznie zbadane pod tym względem, ale stanowią ogromny potencjał dla badań nad ewolucyjnymi procesami lokalnej adaptacji – podkreślają uczeni. – Każdy żyjący dzisiaj człowiek jest rezultatem połączenia się trzech różnych gatunków – mówi Live Science współautor badania, Fernando Villanea, genetyk z University of Colorado Boulder. – Wraz z ekspansją do Ameryki, ludzie nie musieli czekać na rozwój nowych mutacji genetycznych, aby zwalczać nowe patogeny. Zamiast tego mogli czerpać z arsenału wariantów genetycznych pozyskanych od innych grup, w tym przypadku neandertalczyków i denisowian – dodaje Emilia Huerta-Sanchez, współautorka badania z Brown University. W badaniu naukowcy opisali analizę genu kodującego białka o różnych funkcjach MUC19. Dzięki temu udało im się ustalić, że aż jeden na trzech żyjących współcześnie Meksykanów ma ten właśnie gen podobny do genu denisowian. Wpływ różnych genów na układ immunologiczny rdzennych Amerykanów Szczątki denisowian należały do osobników, które żyły około 41 tys. lat temu w paśmie górskim Ałtaj na Syberii. Kości znaleziono w Denisowej Jaskini, skąd wywodzi się nazwa tego człowieka. Badania wykazały, że denisowianie wykazywali niskie zróżnicowanie genetyczne, ale z drugiej strony wysoki i zróżnicowany poziom hybrydyzacji z neandertalczykiem oraz innym, nieznanym dotąd, archaicznym przedstawicielem rodzaju Homo. Denisowianie zamieszkiwali przede wszystkim Azję od około 200 000 do 30 000 lat temu. Badacze chcieli sprawdzić, czy gen MUC19 specyficzny dla denisowian był korzystny dla rdzennych Amerykanów. W tym celu porównali dane genetyczne dostępne na temat współczesnych Meksykanów, Peruwiańczyków, Kolumbijczyków i Portorykańczyków z sekwencjami genetycznymi 23 rdzennych Amerykanów, z których większość żyła w Ameryce przed XIII wiekiem, a także trzech neandertalczyków i jednego denisowianina. Zespół odkrył, że wariant genu MUC19 najczęściej występował właśnie u współczesnych Meksykanów. Około 33% populacji posiada ten gen. W przypadku Peruwiańczyków to ok. 20%, ale ma go tylko 1% Kolumbijczków i Portorykańczyków. Naukowcy uważają, że to dlatego, że Meksykanie mają więcej DNA rdzennych Amerykanów w swoich genomach niż inne populacje. Naukowcy w kolejnych badaniach chcą dokładnie sprawdzić, w jaki sposób MUC19 wspomagał układ odpornościowy pierwszych Amerykanów. – Podejrzewamy, że działał on radykalnie inaczej niż wariant występujący u współczesnego człowieka – podsumowali naukowcy. Źródło: LiveScience Nasz autor Jakub Rybski Dziennikarz, miłośnik kina niezależnego, literatury, ramenu, gier wideo i dobrego rocka. Wcześniej związany z telewizją TVN24 i Canal+, obecnie pracuje w RMF FM. Zawodowo nie boi się podejmować żadnego tematu. Pisze przede wszystkim o archeologii i przyrodzie. Prywatnie bardzo zainteresowany polityką.
„Telepatia bliźniąt” pod lupą. Co odkryli naukowcy i dlaczego wciąż nie ma jednoznacznej odpowiedzi?
Telepatia bliźniąt od lat pobudza wyobraźnię. Choć liczne historie opisują niezwykłą więź między rodzeństwem, nauka wciąż nie potwierdziła jej istnienia. Sprawdzamy, skąd wziął się ten mit i co na ten temat mówią badania.
Spis treśći: Czym właściwie jest „telepatia bliźniąt”? Skąd wziął się mit o telepatii? Dlaczego nauce trudno to potwierdzić lub obalić Geny, wspólne środowisko i złudzenie telepatii Od kończenia nawzajem zdań przez pojawianie się w identycznych strojach bez wcześniejszego ustalania, po deklaracje o odczuwaniu bólu rodzeństwa - bliźnięta od dawna fascynują swoimi unikalnymi zdolnościami. Ich osobliwa, głęboka więź, fascynuje także naukowców. — Istnieje ogromna liczba twierdzeń i mitów na temat bliźniąt — mówi Joanne Broder, praktykująca psycholożka , członkini American Psychological Association i mama bliźniąt. Jednym z najtrwalszych przekonań jest tzw. telepatia bliźniąt — rzekoma pozazmysłowa więź między rodzeństwem. Choć anegdoty są liczne, dowody naukowe wciąż wymykają się badaczom. — Nawet jeśli to nie jest „telepatia”, fascynujące jest, jak bardzo bliźnięta są wrażliwe na emocje i potrzeby tej drugiej osoby — podkreśla Tania Johnson, psycholożka i współzałożycielka Institute of Child Psychology w kanadyjskiej Albercie. Czym właściwie jest „telepatia bliźniąt”? Telepatia bliźniąt to przekonanie, że bliźnięta — szczególnie identyczne, jednojajowe — potrafią odczuwać nawzajem swoje emocje, myśli czy doznania fizyczne na odległość, bez udziału żadnego z pięciu znanych zmysłów. Zwolennicy opisują to jako „cichą wiedzę” — instynktowną świadomość, która może ostrzec jedno z nich przed niebezpieczeństwem, „odebrać” ból drugiego lub sprawić, że w danej chwili pomyślą o tym samym. Anegdoty bywają poruszające, a czasem dramatyczne. Jedno z bliźniąt odczuwa nagły, ostry ból w ramieniu dokładnie w chwili, gdy drugie — setki kilometrów dalej — łamie rękę. Innym razem pojawia się niepokój w chwili, gdy brat ma wypadek samochodowy. — „Nakładanie się” mentalne bywa tak silne, że jednojajowe bliźnięta są czasem niesłusznie oskarżane o ściąganie na egzaminach, nawet gdy rozwiązują testy osobno — mówi Nancy Segal, dyrektorka Twin Studies Center na California State University w Fullerton. Badacze ujmują to zjawisko w kategoriach pozazmysłowego postrzegania (ESP) — przekazywania myśli i uczuć bez udziału bodźców zmysłowych. Niektórzy spekulują, że wyjątkowo bliska więź emocjonalna i biologiczna mogłaby stanowić kanał dla takich „transmisji”. Skąd wziął się mit o telepatii? Koncepcja telepatii bliźniąt zyskała popularność pod koniec XIX wieku, w epoce rosnącego zainteresowania spirytualizmem i wczesnej psychologii. W 1882 roku w Londynie powstało Society for Psychical Research (SPR), które jako jedno z pierwszych gromadziło relacje o telepatii, w tym wśród bliźniąt. Brytyjski autor i parapsycholog Frederic W.H. Myers, współzałożyciel SPR, ukuł termin „telepathy” i opisał w swojej książce z 1903 roku Human Personality and Its Survival of Bodily Death przypadki bliźniąt odczuwających wzajemnie ból czy dzielących myśli na odległość. W XX wieku temat podejmowano także w USA. Profesor Horatio H. Newman z University of Chicago współtworzył jedne z pierwszych szeroko zakrojonych badań nad bliźniętami w latach 30., a później wydał Twins and Super-Twins, gdzie przytoczył liczne anegdoty o rzekomej telepatii. W tym samym czasie parapsycholodzy z Duke University również dokumentowali relacje bliźniąt w ramach badań nad ESP, choć skupiali się głównie na odgadywaniu kart czy „zdalnym widzeniu”, a nie na zjawiskach specyficznych dla bliźniąt. Mimo tego zainteresowania nigdy nie udało się naukowo potwierdzić zjawiska telepatii bliźniąt. Dlaczego nauce trudno to potwierdzić lub obalić Udowodnienie (lub obalenie) tego zjawiska jest wyjątkowo trudne. — Nie ma obecnie zbyt wielu badań na ten temat — zaznacza Broder. I choć zagadnienie wciąż pozostaje otwarte, dynamika relacji bliźniąt jest niezwykle złożona. Kilka prac naukowych jednak istnieje i tylko podsyca ciekawość. W pilotażowym badaniu z 2013 roku, opublikowanym w Journal of Scientific Exploration, jedno z bliźniąt poddawano nagłym bodźcom, np. głośnym dźwiękom czy ciepłu, jednocześnie monitorując reakcje fizjologiczne drugiego. W jednej z czterech par odnotowano reakcję wyraźnie odbiegającą od przypadku. Rok wcześniej badacze z Danii uzyskali podobne, choć nie rozstrzygające wyniki. Jeszcze niedawno, w 2024 roku, szwedzcy naukowcy przeprowadzili 91 prób w trzech eksperymentach z udziałem wielu par bliźniąt jednojajowych. W każdej próbie jedno otrzymywało bodziec, a u drugiego mierzono aktywność elektrodermalną. Bliźnięta potrafiły wskazać moment stymulacji w 18 z 91 przypadków — niemal dwa razy częściej niż wynik na próbie losowo wybranych osób. Autorzy nie ogłosili odkrycia telepatii, ale uznali wyniki za istotne statystycznie i warte dalszych badań. Inne próby, w tym sondaże SPR czy badania EEG, również rejestrowały pewne korelacje, ale nie potwierdziły jednoznacznej komunikacji telepatycznej. Co więcej, nawet najciekawsze rezultaty często nie znajdują potwierdzenia w próbach powtarzania eksperymentów. — Wiele badań nie pokazuje żadnego telepatycznego związku — mówi Johnson. Ostatecznie — podsumowuje Segal — „większość badań nie znajduje dowodów na ESP, a nieliczne wyniki istotne statystycznie nie zostały powtórzone. Nie mamy wiarygodnych naukowych dowodów na istnienie telepatii bliźniąt”. Geny, wspólne środowisko i złudzenie telepatii Dlaczego więc tak wielu bliźniaków wierzy, że doświadczyło telepatii? Segal wskazuje na prostsze i lepiej udokumentowane wyjaśnienia niż ESP. Bliźnięta zwykle dorastają w tym samym środowisku, z tymi samymi opiekunami, doświadczeniami, rutynami, grupami rówieśniczymi i wpływami kulturowymi. Dzielą też geny, style przywiązania i temperament. W efekcie ich zachowania, reakcje i myśli mogą być bardzo podobne, co łatwo pomylić z czytaniem w myślach. — To raczej więź komunikacyjna niż telepatia — mówi Broder. Nawet bliźnięta wychowywane osobno często wykazują zadziwiające podobieństwa w wyborach i gustach, co może wynikać z genetycznej predyspozycji. To również potrafi sprawiać wrażenie ESP. Dochodzi do tego błąd poznawczy zwany zafałszowaniem retrospektywnym — kiedy wspomnienia są zniekształcane po fakcie, aby lepiej pasowały do opowieści. Mimo że obecny stan wiedzy sugeruje, iż telepatia bliźniąt to mit, Segal zaznacza — Naukowcy powinni pozostać otwarci na fakty, które kiedyś mogą to potwierdzić. Choć ten dzień wydaje się bardzo odległy — o ile w ogóle nadejdzie. Źródło: National Geographic
Ilość gatunków żyraf właśnie wzrosła czterokrotnie. Jak to możliwe?
Żyrafy od zawsze uchodziły za jeden gatunek, choć nie brakowało dyskusji w tej kwestii. Najnowsze badania genetyczne wykazały, że w rzeczywistości mamy do czynienia aż z czterema gatunkami tych majestatycznych zwierząt.
Żyrafy, symbol afrykańskich sawann, były do tej pory przedmiotem burzliwej debaty biologów, mających różne wizje klasyfikacji ich gatunków i podgatunków. Zwierzęta te najczęściej uważane były za jeden gatunek – żyrafa sawannowa (Giraffa camelopardalis) – z dziewięcioma podgatunkami. Najnowsze badania genetyczne i morfologiczne, przeprowadzone przez międzynarodowy zespół naukowców pod auspicjami Międzynarodowej Ligi Ochrony Przyrody (IUCN), dowodzą jednak, że z tą klasyfikacją możemy się ostatecznie pożegnać. Gatunków żyraf jest w Afryce znacznie więcej. Cztery gatunki zamiast jednego Nowe badanie wykazało że na kontynencie afrykańskim występują aż cztery odrębne gatunki: żyrafa północna, żyrafa siatkowana, żyrafa masajska oraz żyrafa południowa. Dotychczas były uważane za „zaledwie” podgatunki. Nowe ustalenia mają ogromne znaczenie dla ochrony przyrody – każdy gatunek ma inną liczebność, zasięg i mierzy się z odmiennymi zagrożeniami. Dotychczasowe „wrzucanie do jednego worka” utrudniało tworzenie skutecznych strategii ochrony. Żyrafa północna, występująca w Demokratycznej Republice Konga, Sudanie Południowym, i Republice Środkowoafrykańskiej, jest najbardziej zagrożona. Jej liczebność szacuje się na ok. 7 tys. osobników. Na jej krytyczną sytuację wpływają konflikty zbrojne i destabilizacja w regionie, a także kłusownictwo. Żyrafa masajska, żyjąca w Tanzanii i Kenii, boryka się z innymi problemami – głównie utratą siedlisk i przekształcaniem sawann w tereny rolnicze. Żyrafa siatkowana, z charakterystycznymi wzorami na sierści, liczy obecnie ok. 21 tys. osobników. Najlepiej radzi sobie żyrafa południowa, której populacja szacowana jest na 69 tys. osobników. Pomogły niskie koszty sekwencjonowania DNA Przełom w klasyfikacji żyraf nastąpił dzięki gwałtownemu rozwojowi technologii sekwencjonowania DNA. Jeszcze 20 lat temu analiza jednego genomu kosztowała dziesiątki tysięcy dolarów, dziś – zaledwie około 100. Otworzyło to drogę organizacjom pozarządowym i fundacjom ochrony przyrody do badań, o których wcześniej można było tylko pomarzyć. Naukowcy przebadali próbki genetyczne ponad 2000 osobników, a dodatkowo zwrócili uwagę na różnice anatomiczne, np. kształt czaszki i układ kostnych wyrostków na głowie. To „różki” podobne do poroża jeleni, jednak u żyraf nigdy nie są zrzucane. Eksperci podkreślają, że sklasyfikowanie czterech gatunków było decyzją „spóźnioną, ale absolutnie konieczną”. Dzięki temu łatwiej będzie określać priorytety ochrony i mobilizować środki na rzecz najbardziej zagrożonych populacji. Jak zauważa Stephanie Fennessy z Giraffe Conservation Foundation, świadomość, że nie wszystkie żyrafy są takie same, mobilizuje do ochrony każdej z nich z osobna. Źródło: IUCN SSC Giraffe and Okapi Specialist Group Nasza autorka Magdalena Rudzka Dziennikarka „National Geographic Traveler" i „Kaleidoscope". Przez wiele lat również fotoedytorka w agencjach fotograficznych i magazynach. W National-Geographic.pl pisze przede wszystkim o przyrodzie. Lubi podróże po nieoczywistych miejscach, mięso i wino.
Hodowlany sukces czy wybryk natury? Krowa z Brazylii pobiła światowy rekord produkcji mleka
Brazylijska krowa rasy Girolando zadziwiła świat mleczarski, bijąc rekord świata – wyprodukowała aż 343 litry mleka w zaledwie trzy dni.
Większość mlecznych krów daje od 12 do 35 litrów mleka dziennie. Oszałamiający wynik krowy o imieniu Eva Evros z Brazylii to kombinacja wielu czynników: doskonałych genów, zbilansowanej diety, najwyższej jakości opieki oraz nowoczesnych technologii mleczarskich. Girolando to mleczny fenomen Rasa Girolando to krzyżówka kilku ras mlecznych, pochodząca z Brazylii i specjalnie wyhodowana z myślą o produkcji mleka w tropikalnym klimacie. Ze względu na niezwykłą wydajność stała się popularna na całym świecie. Najważniejszym składnikiem jej genetycznej mieszanki była rasa holsztyno-fryzyjska, pochodząca z północnej Europy, znacznie rozwinięta w obu Amerykach. Poza tym w Girolando ma w sobie też geny zebu indyjskiego, a konkretnie rasy Gir, importowanej z Indii do Brazylii na początku XX wieku. Krowy tej rasy regularnie potrafią dać ponad 80 litrów mleka w ciągu jednego dnia. Przeciętnie dają około 3600 litrów w okresie laktacji, który wynosi 305 dni. Konkursy i rekordy brazylijskiego bydła Brazylijscy hodowcy bydła są niezwykle dumni z posiadania rekordowych Girolando i rywalizują ze sobą w turniejach mlecznych. Rekord padł właśnie na jednym z takich konkursów, w Delfim Moreira. Krowa-rekordzistka wyprodukowała podczas trzech dni 343 litry mleka, czyli średnio 114 litrów dziennie. To nie pierwszy mleczarski rekord ustanowiony przez krowę Girolando. W sierpniu 2019 roku samica o imieniu Marilia FIV Teatro de Naylo ustanowiła rekord świata w dziennej produkcji mleka – aż 127,6 litra. Girolando jest uznawana za najbardziej wydajną rasę krów mlecznych na świecie. Długa historia ras bydła domowego Historia ras bydła sięga udomowienia tura (Bos primigenius) około 8–10 tysięcy lat temu na Bliskim Wschodzie i w Indiach. Udomowione zwierzęta rozprzestrzeniły się do Europy, Afryki i Azji, dając początek wielu lokalnym odmianom dostosowanym do warunków środowiskowych i potrzeb człowieka. Początkowo bydło było wykorzystywane wielostronnie, jako źródło mleka, mięsa i siły pociągowej. Z czasem zaczęto prowadzić świadomą selekcję. W Europie od średniowiecza rozwijano rasy mleczne, mięsne lub kombinowane, a przełom nastąpił w XVIII i XIX wieku wraz z rozwojem nauk rolniczych. Powstały wtedy rasy znane do dziś, m.in. holsztyńsko-fryzyjska, jersey, guernsey i simentalska. Źródło: Farmer.pl Nasza autorka Magdalena Rudzka Dziennikarka „National Geographic Traveler" i „Kaleidoscope". Przez wiele lat również fotoedytorka w agencjach fotograficznych i magazynach. W National-Geographic.pl pisze przede wszystkim o przyrodzie. Lubi podróże po nieoczywistych miejscach, mięso i wino.
Ani arabica, ani robusta. Przyszłością kawy jest zupełnie nowy gatunek
Większość miłośników kawy doskonale zna jej dwa gatunki i różnice w smaku między nimi – ale naukowcy proponują coś zupełnie innego. Liberica, czyli trzeci gatunek kawy i jego krewni, mogą zmienić rynek i odpowiedzieć na wyzwania klimatyczne.
Niemal cała produkcja kawy na świecie opiera się na dwóch gatunkach: arabice (Coffea arabica) i robuście (Coffea canephora). Każdy miłośnik kawy wie, że arabica jest łagodniejsza w smaku i droższa, a robusta – bardziej wyrazista i tańsza. Zarówno rolnicy, jak i handlowcy poszukują jednak alternatyw. Na horyzoncie jest już kolejna kandydatka. Dlaczego arabica i robusta przestają wystarczać? Uzależnienie światowego rynku od tylko dwóch gatunków kawy i wąskiej bazy genetycznej staje się coraz poważniejszym problemem. Jak w przypadku wielu upraw, winne są zmiany klimatu. Rosnące temperatury, susze i nieprzewidywalne zjawiska pogodowe powodują spadki plonów i zwiększają ryzyko przy uprawie. Kawa jest tak kluczowym towarem, że globalny handel nie może sobie pozwolić, by stała się dobrem rzadkim i drogim. Dlatego badacze poszukują gatunków bardziej odpornych, którymi rolnicy mogliby w razie czego zastąpić uprawy i zapewnić stabilność dostaw. Liberica i jej krewni – kawa przyszłości Jednym z takich kandydatów jest kawa liberica (Coffea liberica). Póki co jest uprawiana w bardzo małej skali m.in. w Ugandzie, Sudanie Południowym, Indiach, Wietnamie, Malezji, na Filipinach i w Indonezji. Liberica stanowi mniej niż 1% światowej produkcji. Systematyka tego gatunku była do tej pory niejasna – przez lata uznawano, że to jeden gatunek z dwoma podgatunkami: var. liberica i var. dewevrei. Nowe badania genetyczne opublikowane właśnie na łamach czasopisma „Nature Plants” podważają tę klasyfikację. Zespół naukowców przeanalizował sekwencje 353 genów z 55 próbek kawy i zestawił je z pomiarami morfologicznymi i mapami rozmieszczenia geograficznego. Wynik wskazuje jednoznacznie, że tzw. liberica to tak naprawdę trzy odrębne gatunki: Coffea liberica (potocznie zwana Liberica), C. dewevrei (Excelsa) i C. klainei. Każdy z nich ma unikatowe właściwości, mogące się bardzo przydać w uprawie. C. dewevrei wykazuje dużą odporność na suszę, C. liberica lepiej znosi sezonowość pory deszczowej i suchej. Oba gatunki prawdopodobnie dzielą się jeszcze na lokalne populacje przystosowane dodatkowo do specyficznych gleb, szkodników i chorób. C. dewevrei występuje naturalnie w tropikalnej Afryce Środkowej, co sugeruje dużą różnorodność genetyczną. Trzeci z gatunków, C. klainei, pozostaje najsłabiej poznany z powodu niewielkiej liczby próbek. Naukowcy podkreślają konieczność dalszych badań terenowych, aby ocenić jego przydatność w uprawie. Wnioski z badań są jednak jasne: liberica i jej bliscy krewni stanowią realną alternatywę dla arabiki i robusty. Mogą znaleźć zastosowanie szczególnie na terenach nizinnych, cieplejszych i bardziej wilgotnych, które stają się coraz mniej odpowiednie dla dominujących dziś gatunków kawy. Poza tym mogą być cennym materiałem hodowlanym do krzyżówek i tworzenia nowych odmian, odpornych na trudniejsze warunki klimatyczne. Źródło: Nature Plants
Transhumanizm zakłada przekroczenie wszelkich barier. Tylko czy wtedy pozostaniemy jeszcze ludźmi?
Transhumanizm zakłada, że organizm ludzki w obecnej formie jest tylko etapem na drodze ewolucji. Ewolucji, którą możemy pokierować dzięki zdobyczom nauki. Wszystko w imię przekraczania kolejnych granic. W szerzonych przez siebie poglądach, zwolennicy tego nurtu roztaczają wizję braku chorób, wiecznej młodości i intelektualnej doskonałości poprzez odrzucenie niewoli genów i wpływanie na cielesną formę. Czym jest transhumanizm? Poniżej odpowiadamy na to pytanie.
Spis treści: Transhumanizm, czyli odrzucenie tego, co ludzkie? To nie jest nowa idea Mrzonka czy przyszłość? Zdaniem niektórych, to już się dzieje Transhumanizm w ogniu krytyki Oceniając nasz gatunek obiektywnie, należy stwierdzić, że pod wieloma względami jesteśmy najmniej doskonałym tworem natury. Nie mamy kłów ani pazurów, którymi moglibyśmy zdobywać pożywienie i odpierać zagrożenie. Nasze mięśnie są słabe. Nie przemieszczamy się szybko i nie pokonujemy dużych odległości. Nie mamy wyostrzonych zmysłów. Mając to wszystko na uwadze, należałoby stwierdzić, że już dawno powinniśmy wyginąć. Człowiek stał się gatunkiem dominującym wyłącznie dzięki rozwiniętemu mózgowi. Opracowaliśmy broń. Wynaleźliśmy środki transportu, dzięki którym świat stanął przed nami otworem. Zmieniliśmy środowisko. Sami wykreowaliśmy przestrzeń, w której żyjemy. Technologia pozwoliła nam zawładnąć naszą planetą. Może więc czas wykonać kolejny krok i przekroczyć wszelkie granice, które narzuca nam biologiczna powłoka? Zdaniem transhumanistów, tak właśnie wygląda nasza przyszłość. Transhumanizm, czyli odrzucenie tego, co ludzkie? Niektórzy postrzegają to zjawisko jako ruch intelektualny, inni – kulturowy. Są też tacy, którzy idą dalej, nazywając transhumanizm quasi-religią. O co właściwie chodzi? Ideę transhumanizmu najlepiej obrazuje definicja zaproponowana przez filozofa Maksa More’a. Według niego, transhumanizm jest klasą filozofii, kierującą nasz gatunek w stronę kondycji postludzkiej. Wskazuje na elementy wspólne z humanizmem, takie jak choćby poszanowanie rozumu i nauki, nacisk na postęp czy docenienie roli człowieczeństwa w życiu. Jednocześnie podkreśla, że w odróżnieniu od humanizmu, transhumanizm oczekuje radykalnych zmian w ludzkiej naturze. Żeby lepiej zrozumieć ideę tego ruchu, warto przyjrzeć się liście poprawek do cielesnej budowy, które More zawarł w swoim „Liście do matki natury”: przezwyciężenie procesów starzenia i śmierci poprzez ingerencję w geny, manipulację komórkami i zastosowanie syntetycznych organów, poszerzenie możliwości ludzkich zmysłów poprzez zastosowanie środków biotechnologicznych i obliczeniowych, udoskonalenie organizacji i powiększenie pojemności neuronowej poprzez usprawnienie inteligencji i pamięci roboczej, stworzenie „metamózgu” poprzez uzupełnienie kory nowej, możliwość pełnego zapanowania nad zachodzącymi w ludzkim organizmie procesami biologicznymi i neurologicznymi poprzez manipulację genami, dostosowanie wzorców emocjonalnych i motywacyjnych do poziomu, jaki sami uznamy za zdrowy, budowa człowieka nie może opierać się wyłącznie na węglu, bo nie można osiągnąć biochemicznej doskonałości bez integracji nas samych z zaawansowaną technologią. Chodzi tu zatem o technologiczną redefinicję ewolucji naszego gatunku. Transhumanizm zakłada połączenie człowieka z maszyną. To nie jest nowa idea Transhumaniści czują się duchowymi spadkobiercami renesansowych myślicieli, którzy swoimi postulatami zapoczątkowali ideę racjonalnego humanizmu, zakładającą połączenie koncentracji na człowieku z racjonalnym podejściem do świata i metod naukowych. Choć ta ideologia wydaje się być nowatorskim tworem, to jej korzenie sięgają przełomu XIX i XX wieku. Prekursorem transhumanizmu był Nikołaj Fiodorow, prawosławny filozof, który zapoczątkował kosmizm rosyjski. Głosił on konieczność wskrzeszenia zmarłych przodków i stworzenia we wszechświecie uniwersalnej utopii, nie tylko w ujęciu duchowym, ale także naukowo-technologicznym. Sam termin „transhumanizm” ukuł w 1957 roku Julian Huxley. Angielski biolog zdefiniował transhumanistę jako „człowieka pozostającego człowiekiem, ale wykraczającego poza siebie przez zrealizowanie nowych możliwości odnoszących się do jego natury”. Nieco inną definicję zaproponował dziewięć lat później futurolog F.M. Esfandiary. Jego zdaniem, transczłowiek ma być istotą pośrednią między człowiekiem a postczłowiekiem. Mrzonka czy przyszłość? To wszystko brzmi jak pieśń przyszłości? A może jak nierealna wizja? Na obecnym etapie rozwoju technologicznego, tak. Należy jednak podkreślić, że owa przyszłość może nastąpić szybciej, niż nam się wydaje. Przecież egzoszkielety i bioniczne protezy nie są niczym nowym. Wciąż jeszcze nie mogą wiernie odwzorować w pełnym zakresie ruchu naturalnej kończyny, ale postęp w tej dziedzinie jest tylko kwestią czasu. Idąc dalej, w styczniu 2024 roku firma Neuralink wszczepiła do mózgu pierwszego ludzkiego pacjenta opracowany przez siebie chip. Na razie ta technologia ma pomóc osobom cierpiącym na różnego rodzaju schorzenia neurologiczne, ale nie ulega wątpliwości, że w przyszłości jej zastosowanie nie będzie znacznie szersze. Kto wie, na co już wkrótce pozwoli nanotechnologia? Wiele pomysłów przedstawianych przez transhumanistów rozpatruje się w kategoriach science fiction. Słusznie, bo obecnie ich realizacja nie jest możliwa. Technologia nie stoi jednak w miejscu. Komputery osobiste zaczęły powstawać zaledwie 50 lat temu. Wtedy wydawały się urządzeniami doskonałymi, oferującymi niemal nieskończone możliwości. Dziś każdy nosi w kieszeni urządzenie, które jest kilkadziesiąt tysięcy razy szybsze od tamtych maszyn. Czy w tamtych czasach ktokolwiek śnił o takim postępie? Zdaniem niektórych, to już się dzieje Świat nauki galopuje i nie zamierza się zatrzymywać, ale cyborgizacja wciąż jest odległą perspektywą. Nie można jednak nie wspomnieć, że niektórzy zwolennicy idei transhumanizmu twierdzą, że kierowana ewolucja zachodzi na naszych oczach i wszyscy jej podlegamy. Odpowiadać za to ma rozwój technologii mobilnych. Większość ludzi zachodniego świata dysponuje przynajmniej jednym urządzeniem, które jest stale podłączone do internetu. Smartfony i tablety zapewniają dostęp do całej opublikowanej wiedzy ludzkości, znacząco zwiększając przez to nasze możliwości. Czy to czyni nas transhumanistami? Nawet jeżeli nie, to rozwój technologii mobilnych zmierza do tego, żeby urządzenia elektroniczne przestały być niezbędnym łącznikiem między nami a siecią. W przyszłości każdy ma móc pobierać i wysyłać dane wyłącznie dzięki udoskonalonemu mózgowi. Transhumanizm w ogniu krytyki Nie brakuje opinii uczonych, zdaniem których ludzkość nigdy nie będzie dysponować technologią, umożliwiającą spełnienie celów transhumanizmu. Taki pogląd wyraża choćby socjolog Max Dublin z Uniwersytetu w Toronto. W swojej książce, zatytułowanej „Futurehype: The Tyranny of Prophecy”, wskazuje, że w przeszłości nie brakowało chybionych przewidywań na temat rozwoju technologicznego i także współcześni futurolodzy nie mają racji. Podobnego zdania jest Steve Jones, genetyk i autor popularnonaukowy. Jego zdaniem, inżynieria genetyczna nigdy nie będzie w stanie zaoferować tak dużych możliwości, jakich oczekują transhumaniści. Technologia a etyka Należy podkreślić, że krytyka transhuimanizmu nie przybiera wyłącznie formy zastrzeżeń co do możliwości spełnienia fundamentalnych celów tej ideologii. Wiele osób przedstawia także zastrzeżenia co do moralności poglądów głoszonych przez zwolenników tej ideologii. Jednym z przeciwników transhumanizmu jest Martin Rees, brytyjski astronom i kosmolog. W swojej książce „Our Final Hour” wskazał, że o ile zaawansowana technologia niesie ze sobą realną szansę na rozwój, to stwarza także ogromne ryzyko katastrofy. Rees postuluje za zahamowaniem rozwoju naukowego przy jednoczesnym zwiększeniu środków bezpieczeństwa. Amerykański programista Bill Joy, jeden z założycieli Sun Microsystems, w eseju „Why the future doesn’t need us” stwierdził, że gdyby transhumaniści spełnili swoje cele, najprawdopodobniej doszłoby do wyginięcia ludzkości. Jego pogląd spotkał się z poklaskiem ze strony przeciwstawiających się postępowi technicznemu neoluddystów, zdaniem których człowiek nie może i kierować ewolucją swojego gatunku. Nasz autor Artur Białek Dziennikarz i redaktor. Wcześniej związany z redakcjami regionalnymi, technologicznymi i motoryzacyjnymi. W „National Geographic” pisze przede wszystkim o historii, kosmosie i przyrodzie, ale nie boi się żadnego tematu. Uwielbia podróżować, zwłaszcza rowerem na dystansach ultra. Zamiast wygodnego łóżka w hotelu, wybiera tarp i hamak. Prywatnie miłośnik literatury.
Ozzy Osbourne pozwolił zsekwencjonować cały swój genom. Jego DNA wiele tłumaczy
Był nie tylko ojcem heavy metalu i jedną z najbardziej wpływowych osób w historii muzyki. Ozzy Osbourne ma swój wkład także w rozwój genetyki. W 2010 roku pozwolił amerykańskiej firmie odczytać cały swój genom. Wyniki zaskoczyły badaczy, ale w świetle trybu życia Ozzy’ego były całkiem zrozumiałe.
Spis treści Ozzy Osbourne jako pionier genetyki Co odkryto w genach Ozzy’ego? „Zawsze mówiłam, że po końcu świata zostaną tylko karaluchy, Ozzy i Keith Richards” – stwierdziła Sharon Osbourne, widząc wyniki badań genetycznych swojego męża. Przedstawiciele firmy genetycznej Knome skontaktowali się z wokalistą Black Sabbath w 2007 roku, pytając, czy zgodziłby się na odczytanie całego swojego genomu. Po trzech latach odsłonięto tajemnice genów Ozzy’ego Osbourne’a. Wyniki okazały się zbieżne z oczekiwaniami – organizm legendarnego muzyka ma genetyczne predyspozycje do radzenia sobie z używkami. Ozzy Osbourne jako pionier genetyki „Biorąc pod uwagę ilość alkoholu, którą wypiłem przez te lata – nie wspominając już o kokainie, tabletkach nasennych, syropie na kaszel… wymieniaj dowolnie – naprawdę nie ma żadnego logicznego medycznego powodu, dla którego wciąż żyję. Może moje DNA odpowie, dlaczego.” – mówił Ozzy Osbourne po tym, jak udzielił zgody firmie Knome na odczytanie swoich genów. W 2010 roku, po trzech latach namawiania przez naukowców, muzyk oddał próbkę krwi, a genetycy zabrali się do pracy. Odczytanie całego genomu człowieka to pracochłonne zadanie. Przed Ozzym tej procedurze poddano zaledwie kilka osób, w tym m.in. profesora z Uniwersytetu Harvarda Henry’ego Louisa Gatesa oraz współodkrywcę DNA, Jamesa Watsona. Co odkryto w genach Ozzy’ego? Wyniki okazały się niezwykłe. „Ozzy posiada kilkaset tysięcy wariantów genów, których naukowcy nigdy wcześniej nie widzieli” – powiedział Nathaniel Pearson, dyrektor ds. badań w Knome, w rozmowie ze Scientific American, po badaniu. View oEmbed on the source website Nie wszystko jednak było zagadką. Wiele z tych wariantów dotyczyło sposobu, w jaki mózg przetwarza dopaminę. Ozzy Osbourne ma 2,6 razy większe prawdopodobieństwo doświadczania halucynacji po marihuanie, większe ryzyko uzależnienia od kokainy i „około sześciokrotnie wyższe predyspozycje do uzależnienia od alkoholu” – powiedział Pearson. Geny Osbourne’a sugerują również, że wolno metabolizuje kofeinę. Znaleziono także dziwny fragment genu kdującego dehydrogenazę alkoholową – enzym kluczowy w metabolizmie alkoholu. Może to tłumaczyć wyjątkową „zdolność” organizmu Ozzy’ego Osbourne’a do przyjmowania dużych ilości alkoholu. Z kolei zmiany w funkcjonowaniu genu TTN, który reguluje wiele procesów w układzie nerwowym, naukowcy powiązali ze słuchem muzyka i drżeniem jego rąk. „To facet, który grał heavy metal przez dekady i nadal słyszy” – powiedział Jorge Conde, dyrektor generalny Knome. Drżenie, jak okazało się po kilku latach, było zapowiedzią choroby Parkinsona. Kolejną informacją wydartą genomowi Ozzye’go były sekwencje DNA pochodzące od Neandertalczyków, powszechne wśród współczesnych ludzi, ale nie rozłożone równo. Np. Azjaci mają ich więcej niż ludzie z Europy. Zsekwencjonowanie genów Ozzy’ego Osbourne’a zbiegło się z początkiem błyskawicznego rozwoju genetyki człowieka. Obecnie odczytywanie całego genomu jest praktyką powszechną, znacznie szybszą i dostępną dla każdego. Wyspecjalizowane firmy sprzedają taką usługę za cenę około 600 dolarów. Źródło: The Guardian, Popular Mechanics Nasza autorka Magdalena Rudzka Dziennikarka „National Geographic Traveler" i „Kaleidoscope". Przez wiele lat również fotoedytorka w agencjach fotograficznych i magazynach. W National-Geographic.pl pisze przede wszystkim o przyrodzie. Lubi podróże po nieoczywistych miejscach, mięso i wino.
Połowa naszych genów to „śmieciowe DNA”. Jesteśmy coraz bliżej wyjaśnienia jego roli
Międzynarodowe badanie rzuca nowe światło na działanie ogromnej części naszego materiału genetycznego, długo uważanej za bezużyteczną. Okazuje się, że „śmieciowe DNA” może odgrywać ważną rolę w regulacji aktywności genów.
Spis treści: Czym są transpozony? Problemy w badaniach nad „śmieciowym DNA” Zaawansowana metoda lentiMPRA i jednoznaczne wyniki Międzynarodowe badanie opublikowane w „Science Advances” odkrywa nowe, nieznane dotąd funkcje tzw. śmieciowego DNA, które stanowi aż połowę całego ludzkiego materiału genetycznego. Uważa się, że śmieciowe DNA to fragmenty genomu pochodzące od wirusów, które zostały wchłonięte przez ludzki genom przed wieloma milionami lat. Rola tych fragmentów jak dotąd nie została jednoznacznie wyjaśniona. Czym są transpozony? Naukowcy z Japonii, Chin, Kanady i USA poświęcili szczególną uwagę tzw. sekwencjom MER11 – transpozonom, które stanowią niemal połowę naszego genomu. Transpozony to fragmenty DNA, które mają zdolność przemieszczania się w obrębie genomu tej samej komórki, nazywane często „skaczącymi genami”. Dawniej uznawane za bezużyteczne, obecnie są przedmiotem intensywnych badań. Ich pochodzenie pozostaje niejasne, ale najpopularniejsza hipoteza mówi, że są fragmentami wirusów, w szczególności retrowirusów, które utraciły geny odpowiedzialne za zjadliwość i wbudowały się w genom gospodarza. Naukowcy podejrzewali, że „śmieciowe DNA” bynajmniej nie jest bezużyteczne i najprawdopodobniej odgrywa rolę w regulowaniu ekspresji genów. Teraz te przypuszczenia się potwierdzają. Problemy w badaniach nad „śmieciowym DNA” Badanie przeprowadzone przez naukowców pokazało, że transpozony MER11, dotąd słabo opisane w bazach danych, mogą działać jak „przełączniki genetyczne” i odgrywać ważną rolę w ekspresji genów, szczególnie na wczesnym etapie rozwoju dziecka. Problemem w analizie była ich wysoka powtarzalność i podobieństwo sekwencji. Aby to obejść, badacze opracowali nową klasyfikację transpozonów, opartą na ich występowaniu w genomach innych naczelnych, a co za tym idzie – ich ewolucyjnej historii. Dzięki temu podejściu podzielili grupę MER11A/B/C na cztery podgrupy – od G1 do G4, od najstarszych do najmłodszych. Zaawansowana metoda lentiMPRA i jednoznaczne wyniki Aby bezpośrednio przetestować działanie MER11, wykorzystano zaawansowaną technikę lentiMPRA, umożliwiającą jednoczesne badanie tysięcy sekwencji DNA umieszczanych w komórkach ludzkich. Zastosowano ją do prawie 7000 sekwencji MER11 pochodzących od ludzi i innych naczelnych, mierząc ich wpływ na ekspresję genów w komórkach macierzystych oraz komórkach nerwowych. Wyniki były jednoznaczne – najmłodsza podgrupa MER11_G4 wykazała silną zdolność aktywowania genów. Dodatkowo zawierała unikalne fragmenty DNA, będące miejscami „dokowania” białek transkrypcyjnych odpowiedzialnych za włączanie genów. Naukowcy nazwali je „motywami” i uważają, że odgrywają one istotną rolę w ekspresji genów m.in. pod wpływem czynników środowiskowych. Poza tym odkryto, że sekwencje MER11_G4 w genomach ludzi, szympansów i makaków różniły się. Wynik ten pokazuje zmienność transpozonów podczas ewolucji naczelnych. U ludzi i szympansów potencjał regulacyjny tych fragmentów był wyjątkowo silny, a najsilniejszy w ludzkich komórkach macierzystych. Transpozony z biegiem ewolucji zyskiwały nowe funkcje, wpływając na różnicowanie się gatunków i regulację genów w rozwoju osobniczym. Jak podkreślają autorzy, mimo że ludzki genom został już dawno zsekwencjonowany, znaczna jego część nadal pozostaje tajemnicą. Badanie transpozonów, takich jak MER11, rzuca nowe światło na to, jakie role odgrywa „śmieciowe DNA” w ewolucji i biologii człowieka. Źródło: Science Advances Nasza autorka Magdalena Rudzka Dziennikarka „National Geographic Traveler" i „Kaleidoscope". Przez wiele lat również fotoedytorka w agencjach fotograficznych i magazynach. W National-Geographic.pl pisze przede wszystkim o przyrodzie. Lubi podróże po nieoczywistych miejscach, mięso i wino.
Niezwykłe zdolności ludzi – naukowcy potwierdzają istnienie „supermocy”
Niezwykłe zdolności ludzi to nie fikcja – nauka potwierdza istnienie wyjątkowych umiejętności, które mogą wynikać z genetyki lub intensywnego treningu. Badacze analizują przypadki osób odpornych na strach, zdolnych do długich nurkowań czy osiągających nadludzką wytrzymałość. Sprawdź, jak działają mechanizmy stojące za tymi cechami i czy każdy z nas może je w sobie rozwinąć.
Spis treści: Mózg bez strachu: jak działa psychika ekstremalnych wspinaczy Tlen to nie problem: jak geny Szerpów wspierają ich wytrzymałość Nurkowanie na jednym oddechu: tajemnica ludzi morza Refleks ponad ludzkie granice: sekundy, które decydują o wyniku Mistrzowie pamięci: czy każdy może zapamiętać talię kart w 20 sekund? Ukryte moce genów: gdy mutacje działają na naszą korzyść Geny kontra trening: kto może mieć supermoce? Niezwykłe zdolności ludzi to nie fikcja – nauka potwierdza istnienie wyjątkowych umiejętności, które mogą wynikać z genetyki lub intensywnego treningu. Badacze analizują przypadki osób odpornych na strach, zdolnych do długich nurkowań czy osiągających nadludzką wytrzymałość. Mózg bez strachu: jak działa psychika ekstremalnych wspinaczy Strach to jeden z najważniejszych mechanizmów przetrwania – aktywuje reakcję „walcz lub uciekaj”. Jednak Amerykanin Alex Honnold, znany z ekstremalnych wspinaczek bez asekuracji, reaguje zupełnie inaczej. Ciekawostki o mózgu nie przestają zaskakiwać – badania wykazały, że ciało migdałowate u Alexa Honnolda wykazuje niemal zerową aktywność. To właśnie ta struktura odpowiada za odczuwanie lęku. Mózg przetwarza więc zagrożenie w nietypowy sposób, stawiając na działanie zamiast emocji. Krótko mówiąc, Alex Honnold jest po prostu człowiekiem nieustraszonym. Naukowcy podkreślają, że to efekt długotrwałego treningu mentalnego. Dzięki technikom psychologicznym, takim jak ekspozycja na stresory i trening poznawczy, można świadomie zmniejszyć wpływ lęku na zachowanie. Tlen to nie problem: jak geny Szerpów wspierają ich wytrzymałość Życie na dużej wysokości oznacza mniejszą dostępność tlenu. Szerpowie z Nepalu od tysięcy lat funkcjonują w takich warunkach, wykształcając wyjątkowe adaptacje genetyczne. Organizmy Szerpów nie zwiększają liczby erytrocytów, co mogłoby powodować zakrzepy, za to poprawiają efektywność wykorzystywania tlenu w mitochondriach. To oznacza, że Szerpowie mogą pracować fizycznie bez objawów niedotlenienia, nawet powyżej 4 tys. metrów. Co ciekawe, te zdolności nie zanikają, nawet gdy Szerpowie przez długi czas mieszkają na nizinach – co świadczy o trwałym efekcie genetycznym. Nurkowanie na jednym oddechu: tajemnica ludzi morza Lud Bajau (Badżawowie), żyjący w Indonezji i w Malezji, potrafi nurkować bez sprzętu przez kilkanaście minut, osiągając głębokości do 70 metrów. Ich tajemnica to większa śledziona, która działa jak naturalny rezerwuar tlenu. Podczas nurkowania śledziona kurczy się i uwalnia dodatkową krew bogatą w tlen, co zwiększa wydolność organizmu w warunkach niedotlenienia. To nie tylko efekt treningu – większe śledziony mają również osoby, które nie uprawiają nurkowania regularnie. Oznacza to, że adaptacja ta ma charakter genetyczny i została utrwalona przez dobór naturalny. Refleks ponad ludzkie granice: sekundy, które decydują o wyniku Szybkość reakcji może być tak wysoka, że przekracza granice ludzkiej percepcji. Przykładem jest Isao Machii, który przecina pocisk mieczem w locie, czy Bob Munden, oddający celny strzał w czasie poniżej 0,1 sekundy. To możliwe dzięki latom treningu oraz genetycznym predyspozycjom – takim jak szybkość przewodzenia impulsów nerwowych. Kluczową rolę odgrywa także pamięć proceduralna, która odpowiada za automatyczne, wyuczone ruchy. Trening koordynacji i refleksu może znacząco poprawić zdolności – zarówno u sportowców, jak i osób początkujących. Mistrzowie pamięci: czy każdy może zapamiętać talię kart w 20 sekund? Zawodnicy mistrzostw pamięci potrafią zapamiętywać tysiące informacji w kilka minut. Nie posiadają nadzwyczajnych genów – ich tajemnica tkwi w technikach zapamiętywania. Metody takie jak „pałac pamięci” (czyli mentalne łączenie informacji z konkretnymi przestrzeniami) umożliwiają organizację i trwałe kodowanie danych. Trening tych technik aktywizuje kluczowe obszary mózgu, w tym odpowiedzialne za orientację przestrzenną i integrację bodźców. Już po kilku tygodniach ćwiczeń można znacząco poprawić pamięć, co potwierdzają liczne badania neuropsychologiczne. Ukryte moce genów: gdy mutacje działają na naszą korzyść Niektóre mutacje genetyczne dają realną przewagę biologiczną: tetrachromacja – osoby widzące do 100 milionów kolorów dzięki czwartemu typowi czopków w siatkówce, mutacja LRP5 – powoduje nadzwyczajną gęstość kości, praktycznie odpornych na złamania, brak miostatyny – skutkuje ponadprzeciętnym rozrostem mięśni i wyższą siłą, odporność na arsen – wyjątkowa cecha genetyczna umożliwiająca przetrwanie w warunkach skażonej wody. Te rzadkie cechy potwierdzają, że geny mogą czasem działać jak w filmach fantastycznonaukowych, ale mają naukowe uzasadnienie. Geny kontra trening: kto może mieć supermoce? Zarówno genetyka, jak i trening mają wpływ na niezwykłe zdolności ludzi. Badania wskazują, że nawet cechy uznawane za „superludzkie” można rozwijać przez systematyczne ćwiczenia. Neuroplastyczność, adaptacja fizjologiczna, kontrola emocji – to wszystko są procesy, które możemy kształtować z pomocą wiedzy i praktyki. Wystarczy motywacja i czas, by osiągnąć efekty, które kiedyś wydawały się poza zasięgiem „Supermoce” istnieją naprawdę – i choć nie każdy zostanie superbohaterem, każdy może przesunąć granice własnych możliwości. Źródło: National Geographic Polska
Ten wymarły ptak jest pasją Petera Jacksona. Reżyser "Władcy Pierścieni" chce go wskrzesić
Peter Jackson dołącza do kolejnego projektu firmy Colossal Biosciences, znanej z próby wskrzeszenia wilka strasznego. Tym razem reżyser i naukowcy chcą przywrócić do życia wymarłego moa – gigantycznego ptaka podobnego do strusia, który kiedyś występował na Nowej Zelandii.
Spis treści Peter Jackson w nowej roli: inwestor w sektorze biotechnologii Czym był olbrzymi moa? Jak ma wyglądać „wskrzeszenie” moa? Moa w tradycji Maorysów Colossal Biocsiences znów jest na ustach wszystkich. Tym razem kontrowersyjny biotechnologiczny startup chce wskrzesić kolejny wymarły gatunek – wielkiego ptaka moa. Dochodzące do 3,6 metra wysokości moa były ważną częścią natury Nowej Zelandii i życia jej rdzennych mieszkańców – Maorysów. Peter Jackson w nowej roli: inwestor w sektorze biotechnologii Reżyser „Władcy Pierścieni” Peter Jackson wsparł nietypowy projekt biotechnologiczny, którego celem jest odtworzenie wymarłego ptaka z Nowej Zelandii — gigantycznego strusia moa. Jackson posiada jedną z największych prywatnych kolekcji kości tego nielotnego ptaka. Wraz ze swoją partnerką Fran Walsh Jackson zainwestował 15 milionów dolarów w przedsięwzięcie amerykańskiej firmy Colossal Biosciences. W projekt zaangażowane jest także nowozelandzkie Centrum Badań Ngāi Tahu. Czym był olbrzymi moa? Moa to zbiorcze określenie na kilka gatunków dużych, roślinożernych ptaków przypominających strusia, które przez 4000 lat zamieszkiwały Nową Zelandię. Wyginęły całkiem niedawno – ok. 600 lat temu, w wyniku nadmiernych polowań. Były ważnym źródłem mięsa dla rdzennych mieszkańców wysp. Największy z gatunków moa, tzw. South Island giant moa, osiągał nawet 3,6 metra wysokości. Jackson przyznał, że choć filmy są jego głównym zajęciem, to właśnie moa są jego prawdziwą pasją. W Nowej Zelandii każde dziecko zna i fascynuje się tym legendarnym ptakiem. Jak ma wyglądać „wskrzeszenie” moa? Colossal Biosciences zasłynęło z kontrowersyjnych prób „wskrzeszenia” wymarłych gatunków, jak mamut włochaty (przy pomocy edycji genów myszy) czy wilk straszny. Ich strategia nie polega na dosłownym przywracaniu gatunków, ale na budzącej kontrowersje inżynierii genetycznej, mającej na celu stworzenie organizmów podobnych do oryginałów. W przypadku moa, pierwszym krokiem będzie pozyskanie i analiza dobrze zachowanego DNA z kości, a następnie porównanie go z genomami żyjących dziś ptaków, takich jak tinamu czy emu, by zidentyfikować cechy unikatowe dla moa. Przywracanie do życia wymarłych ptaków jest trudniejsze niż ssaków, ponieważ ich zarodki rozwijają się w jajach, co utrudnia modyfikacje genetyczne. U wilków Colossal zastosowało metodę CRISPR, modyfikując 20 fragmentów DNA wilka szarego, co dało potomstwo z cechami przypominającymi wymarłego wilka strasznego. Projekt wskrzeszenia moa znajduje się dopiero w początkowej fazie. Naukowcy, jak biolog Beth Shapiro z Colossal przyznają, że przed nimi jeszcze wiele wyzwań technologicznych. Dodatkowym problemem jest pytanie, gdzie, jak i czy w ogóle umieścić potencjalnie odtworzonego ptaka w środowisku naturalnym, które przecież uległo zmianom. Ekolog Stuart Pimm z Duke University wyraził poważne wątpliwości co do możliwości ponownego wypuszczenia na wolność takich zwierząt w ich dawnym środowisku. Ostrzega również, że tak duży ptak mógłby stanowić zagrożenie. Moa w tradycji Maorysów Kluczowym partnerem w projekcie są też przedstawiciele rdzennych mieszkańców Nowej Zelandii — Maorysów. Centrum Ngāi Tahu podkreśla, że badania nad moa ponownie wzbudziły zainteresowanie lokalną mitologią i tradycją. Na stanowiskach archeologicznych, takich jak Pyramid Valley, znajdują się m.in. pradawne malowidła skalne przedstawiające moa. Paul Scofield, doradca projektu, podkreślił, że Jackson nie jest tylko kolekcjonerem — jego zbiory kości są bardzo dokładnie skatalogowane i reprezentują większość z dziewięciu znanych gatunków moa. Projekt, choć ambitny i budzący wątpliwości części środowiska naukowego, łączy nowoczesną technologię, pasję Jacksona i dziedzictwo kulturowe Nowej Zelandii. Źródło: Colossal Biosciences Nasza autorka Magdalena Rudzka Dziennikarka „National Geographic Traveler" i „Kaleidoscope". Przez wiele lat również fotoedytorka w agencjach fotograficznych i magazynach. W National-Geographic.pl pisze przede wszystkim o przyrodzie. Lubi podróże po nieoczywistych miejscach, mięso i wino.
Król Bałtyku zmalał, a jego populacja jest zagrożona mimo zakazu połowów. Czy uda się uratować dorsza?
Bałtyckie dorsze od 2020 roku chroni całkowity zakaz połowów. Jednak ich populacja z trudem się odbudowuje. Naukowcy zauważyli, że dorsze są nie tylko nieliczne, ale zaszły u nich trwałe zmiany genetyczne.
Spis treści Przełowienie zmieniło u dorsza nawet geny Jak badano geny bałtyckiego dorsza? Czy populację da się odbudować? Dorsz atlantycki niegdyś królował w Morzu Bałtyckim – był ogromny, bardzo liczny i kluczowy dla lokalnej gospodarki rybackiej. Największe osobniki osiągały ponad metr długości i ważyły do 40 kg. Dorsz, obok śledzia, stanowił fundament przemysłu i życia wielu społeczności. Przełowienie zmieniło u dorsza nawet geny Jednak dziś wschodniobałtycki dorsz niemal zniknął – przynajmniej w swojej pierwotnej formie. Od 2019 roku obowiązuje zakaz ukierunkowanego połowu dorsza, spowodowany załamaniem populacji gatunku w Bałtyku. Jednak problem nie ogranicza się tylko do spadku liczebności – dorsze zmalały. Zmiany w tym gatunku zaszły bardzo głęboko, sięgając poziomu genetycznego. Badacze z GEOMAR Helmholtz Centre for Ocean Research w Kilonii (Niemcy) dowiedli, że dziesięciolecia intensywnych połowów nie tylko przetrzebiły populację dorsza wschodniobałtyckiego, ale również zmieniły jego kod genetyczny. Jak mówi główny autor badania, dr Kwi Young Han, nadmierna i wybiórcza eksploatacja doprowadziła do zmian ewolucyjnych – dorsze przestały rosnąć tak szybko jak kiedyś i nie osiągają już dawnych rozmiarów. Jest to pierwsze udokumentowane zjawisko ewolucyjnych zmian genetycznych wywołanych połowami w pełnomorskim gatunku ryb. Jak badano geny bałtyckiego dorsza? Zidentyfikowano konkretne warianty genów, które zmieniły częstotliwość występowania – wskazując na tzw. selekcję kierunkową. Geny te były związane z tempem wzrostu i rozmnażania. Szczególną uwagę zwrócono na fragment DNA, który pomaga organizmom adaptować się do stresu środowiskowego. W przypadku dorsza również ten obszar genomu uległ zmianie. Aby zbadać historyczne zmiany w populacji dorszy, naukowcy wykorzystali unikalne źródło danych: otolity, czyli struktury w uchu wewnętrznym ryb, które niczym słoje drzew zapisują roczny przyrost. Przeanalizowano 152 próbki z lat 1996–2019, łącząc analizę chemiczną z sekwencjonowaniem DNA. Wyniki wykazały, że dawniej dominowały dorsze szybko rosnące i duże. Obecnie przetrwały głównie te, które rosną wolniej, dojrzewają szybciej i są trudniejsze do złowienia – mają zatem przewagę ewolucyjną w środowisku bezustannych połowów. Jak zauważył dr Thorsten Reusch z GEOMAR, jest to żywy przykład ewolucji spowodowanej działalnością człowieka. Fascynujący z naukowego punktu widzenia, ale niepokojący ekologicznie. Co więcej, zmiany genetyczne mogą być trwałe. Nowe pokolenia dorszy wprawdzie dojrzewają wcześniej, ale są mniejsze i wydają mniej potomstwa. Równocześnie maleje różnorodność genetyczna dorsza, co ogranicza zdolność populacji do przystosowania się do zmian środowiskowych i zwiększa prawdopodobieństwo deformacji. Czy populację da się odbudować? Odbudowa dorsza nie jest pewna. Choć połowy zostały zakazane, dane z 2025 roku nie wskazują na poprawę – dorsze wciąż są małe. Zdaniem badaczy, przywrócenie dawnych cech może być niemożliwe, bo ewolucja działa wolno, a raz wywołane zmiany utrzymują się przez pokolenia. Badanie opublikowane w „Science Advances" to przestroga: nadmierne połowy nie tylko uszczuplają zasoby ryb, lecz także trwale zmieniają ich biologię. To dowód, że zrównoważone rybołówstwo to nie tylko kwestia gospodarcza, lecz także kluczowy aspekt ochrony bioróżnorodności. Źródło: Science Advances Nasza autorka Magdalena Rudzka Dziennikarka „National Geographic Traveler" i „Kaleidoscope". Przez wiele lat również fotoedytorka w agencjach fotograficznych i magazynach. W National-Geographic.pl pisze przede wszystkim o przyrodzie. Lubi podróże po nieoczywistych miejscach, mięso i wino.