Kik az ember ősei? Új kutatások szerint az emberi faj nem olyan, mint amilyennek gondoltam
Az életfa - vagy az élőlények filogenetikai fája -, ahogy Carl Zimmer fogalmaz, a népszerű tudományos könyvek elismert amerikai szerzője, egy hipotézis vizuális ábrázolása, kijelentés arról, hogy a tudós hogyan gondolja ezt a fajok rokonságban állnak egymással. Azok az adatok, amelyekre a filogenetikai fa képződik, folyamatosan gyűlnek, mivel a tudósok új fajokat, a fajok egymással való összehasonlításának új módszereit és új összehasonlítási kritériumokat fedeznek fel, így mindig megjelennek új hipotézisek és a fa - legalábbis az ágak annak - ennek megfelelően változik.
Ha a tudósoknak sokáig csak morfo-anatómiai kritériumaik voltak a fajok összehasonlítására, akkor a XX. Század közepétől genetikai adatok léptek életbe, amelyek egyes hipotézisek megfordításához, újak megjelenéséhez és felismeréséhez vezettek. az élőlények filogenetikai fa új modelljei.
Az 1970-es években az Illinoisi Egyetem genetikusai, Carl Woese vezetésével, számos faj genetikai anyagának töredékeit kezdték összehasonlítani, és ezek alapján egy egész életfát rajzoltak. Munkájukat többek között 1997 óta folytatja Norman Pace, a Colorado Egyetem munkatársa.
Véleményük szerint minden életforma a filogenetikai fa három fő ágából áll, amelyeket doméneknek neveznek, amelyek a királyságoknál magasabb szinten vannak.
Az eukarióták közé tartoznak állatok, növények, gombák és protozoonok. Mindezeknek az életformáknak, bármennyire különböznek is, sok közös vonásuk van, amelyek közül a legfontosabb egy kromatinnak nevezett kompakt formába szervezett genetikai anyagot tartalmazó DNS mag formájában létező kromatin (a DNS kombinációja) bizonyos fehérjékkel).
Egy másik fő ág a baktériumok; nincs magjuk - genetikai anyaguk a citoplazmában úszó bakteriális kromoszómát képez - és a genetikai információk másolása az eukariótáktól eltérő enzimek segítségével történik.
a harmadik ágat Archaea-nak hívják; Amíg Carl Woese részletesen nem tanulmányozta, az archeákról azt gondolták, hogy egyfajta baktériumok (hozzájuk hasonlóan prokarióták voltak, vagyis nem voltak sejtmagjaik a genetikai anyagnak), csakhogy metánt termeltek és a mocsarakban éltek. és más "furcsa" helyeken. De amikor Woese összehasonlította az archeákat más élő fajokkal, felfedezte, hogy az archeáknak sajátos sajátosságaik vannak, például bizonyos típusú molekulák a membránokban. (Később kiderült, hogy az archeák nem csak furcsa helyeken, szélsőséges környezetben élnek, mert mindenféle élőhelyen felfedezték őket, beleértve az emberi testet is, a bél mikrobiomjában.)
Ezért egy filogenetikus fával van dolgunk, amelyet az élőlények genetikai jellemzői alapján rajzolunk ki, és amely az életformákat három fő kategóriára, három területre osztja: eukarióták, baktériumok, archeák.
A három terület hipotézise az évek során megerősítést kapott, mivel új fajokat fedeztek fel. De valamikor a bonyodalmakra derült fény.
Először azt tapasztalták, hogy bizonyos gének nem mindig maradnak azon az ágon, amelyen eredetileg elhelyezkedtek, hanem vándorolhatnak. Az egyik faj DNS-fragmentumai átjuthatnak más fajokba; ez például az antibiotikumokkal szembeni rezisztencia. Az emberi bélben, ahol a mikroorganizmusok rendkívül nagy és változatos populációval rendelkeznek, az antibiotikum-rezisztenciát meghatározó gének egyik baktériumfajtól a másikig terjedhetnek. Egyes tudósok úgy vélik, hogy ez a géntranszfer megakadályozza az evolúció fa-ábrázolásának helyes megvalósítását. Mások úgy vélik, hogy bizonyos gének egyik fajról a másikra történő keringése nincs negatív hatással a három domén hipotézisének helyességére.
A második bonyodalom a fő ágak számával kapcsolatos vita. Valójában három terület van, három nagy ág ... vagy csak kettő?
Az ötletet elsőként James Lake, az UCLA-ból hajtotta végre 1984-ben. Megvizsgálta a riboszómáknak nevezett sejtszerveket, amelyek a sejt "fehérje gyárai". Megállapította, hogy az eukarióták riboszómái hasonlóak az archeák bizonyos típusaihoz, ami arra utal, hogy rokonság áll fenn. (Tehát ebből a szempontból mi emberek egyfajta arche-k lennénk.)
Új irányú kutatási eredmények jelentek meg a közelmúltban a Proceedings of the Royal Society közleményében, amelyet a Newcastle-i Egyetem Martin Embley és munkatársai publikáltak.
Elemzésükbe bevontak néhány újonnan felfedezett ívet, amelyek egészen eltérnek a korábban ismert fajoktól. A kutatók összehasonlították e fajok 41 fehérjeszekvenciáját, valamint 64 gént különböző archeákból és eukariótákból.
Ahelyett, hogy egyetlen filogenetikai fát felkutattak volna, a vizsgált gének és fehérjék alapján több ilyen fát építettek, majd összevetették egymással, hogy megtalálják az összhangokat. És azt találták, hogy az eukarióták a legjobban illeszkednek az archeák közé, mint azok alcsoportjai, nem pedig külön ágként.
Ez miért fontos? Mivel az eukarióta szervezetek (amelyeknek az emberi faj is része) a primitív archeákból származnak, az archeák tanulmányozásával megérthetjük azokat a kulcsfontosságú szakaszokat, amelyek az eukarióták megjelenéséhez vezettek. Például sejtjeinknek intracelluláris csontvázuk van, egyfajta mikroszkopikus "megerősítés", amely fenntartja szerkezetüket. A közelmúltban a tudósok az archeában felfedezték az emberekben található intracelluláris csontváz két alkotóelemét: az aktint és a tubulint. Megtalálták az archeákban, a kromatinban, a DNS és a fehérjék kombinációjában, amelyek stabilizálják és tömörítik a DNS-szálakat, és régóta azt gondolják, hogy specifikus az eukariótákra.
Más szavakkal, az eukarióták sok jellemzője sokkal korábban megjelent, mint gondoltam, kb. 2 milliárd éve, a primitív boltívekben, és a mai napig megmaradt a mai archaikus fajokban.
Ezután vannak olyan tudósok, akik támogatják a 3 domén - archeák, baktériumok, eukarióták - modelljét, és mások, akik az eukarióták és az archeák egységének bizonyítékát keresik és találják meg. A vita továbbra is nyitva áll, és az élet fája korántsem alakult ki.