Kaktusy jsou nejrychlejší evoluční stroje

20. 3. 2026 Iveta Mauci 0 komentářů 2 min read 58 Zobrazení evoluce, evoluční stroje, kaktus, poušť, skucho

Překvapivé odhalení ukázalo, že pouště, které vnímáme jako drsné a neměnné, jsou ve skutečnosti ohnisky rychlých přírodních změn.

Vlastně je to nejrychlejší evoluce svého druhu, jakou můžeme pozorovat. Sice rostou pomalu, ale výzkum odhalil, že kaktusy neskutečně rychle vytvářejí nové druhy.

Biologové si dlouho mysleli, že rostliny pohánějí k vzniku nových druhů rostlin opylovači. Vědci však zjistili, že tajemství kaktusů spočívá v tom, jak rychle květy mění tvar, spíše než v tom, jak velké květy rostou, nebo které zvíře je opyluje.

Nová studie zpochybňuje myšlenky sahající až k Charlesi Darwinovi, který studoval orchideje a přišel s tvrzením, že specializované formy květů vedou k vzniku nových rostlinných druhů.

Odhalení díky květům

Vědci nejprve zkoumali rostliny podle délky květů. Pozorovali přitom více než 750 druhů kaktusů. Sledovali velikosti květů od pouhých 2 mm až do délky 37 cm. Navzdory této variabilitě neměla délka květů téměř žádný vztah k tomu, jak rychle se druh rozdělí na nový.

Květy ano, ale v jiném smyslu. Nejde totiž o délku květu, ale o rychlost kvetení. Vědci si všimli, že druhy kaktusů, jejichž květy se vyvíjely nejrychleji, měly největší pravděpodobnost, že se rozvětví do nových druhů, což je jev, který se projevil jak v nedávné, tak i v hluboké evoluční historii.

Kaktusy může pěstovat i největší zapomnětlivec….

I když si myslíme, že jsou kaktusy nejodolnějšími rostlinami, mají ještě jednu skrytou vlastnost. Výzkum ukázal, že pomalu rostoucí rostliny, které přežijí i v poušti, jsou jednou z nejrychleji se vyvíjejících skupin rostlin na Zemi.

Vzhledem k tomu, že evoluce květů pomohla generovat druhy kaktusů po miliony let, mělo by se tempo evoluce stát součástí úsilí o ochranu přírody.

Schopnost rychlého vývoje nezaručuje odolnost. Zejména proto, že se planeta mění rychleji, než většina kaktusů. Ale i tak dokážou držet krok. Mohly by pomoci předpovídat, které druhy potřebují největší pomoc. Ochránci přírody se tak můžou zaměřit na to, jak rychle se daný druh vyvíjí místo aby plýtvali snahou a hledali znaky ohrožených kaktusů.

Za posledních 20 až 35 milionů let čeleď kaktusů obsahuje přibližně 1 850 druhů a je jednou z nejrychleji se rozvíjejících skupin rostlin na Zemi.

Zdroje: hlavní autor studie – Jamie Thompson, Univerzita v Readingu; studie publikovaná ve středu 18. března v časopise Biology Letters DOI10.1098/rsbl.2025.0834; https://www.eurekalert.org/news-releases/1119738, https://www.reading.ac.uk/news/2025/University-News/Evolutionary-secrets-of-flowering-plants-earn-researcher-top-Linnean-prize

Alkohol, laktóza, ženské boky. Jak se 10 000 let evoluce podepsalo na lidstvu

12. 3. 2026 Iveta Mauci 0 komentářů 2 min read 95 Zobrazení alkohol, evoluce, lakotóza, neolit, ženské boky

Evoluce Nové

Jiná lokalita, rozdílné podmínky, stejný model evoluce. Vědci objevili rozsáhlou paralelní, nebo sdílenou adaptaci. To znamená, že všichni jsme se vyvinuli tak, abychom čelili stejným výzvám, bez ohledu na environmentální, sociální nebo kulturní zázemí.

Nová studie ukazuje, jak se od počátku neolitu řídily odlišné lidské populace žijící na oddělených kontinentech. Překvapivě se do značné míry řídí podobnými evolučními vzorci. To naznačuje, že i přes obývání různých klimatických pásem jsme byli všichni ovlivněni stejnými selekčními tlaky. Za vším pravděpodobně stojí zemědělství.

Vědci zkoumali DNA od 7 244 lidí ze starověkých i moderních populací v Evropě, východní Asii, jižní Asii, Africe a Americe, aby pochopili, jak se naše geny změnily za posledních 10 000 let. Zatím nerecenzovaná zjištění naznačují, že naše genomy prošly selekcí na 31 různých místech. Mnohé z nich sdílejí lidé z celého světa.

Vědci zdůrazňují, že nejsilnější signály věrohodně souvisejí s konzumací zemědělských produktů. Například v posledních 100 generacích se zdá, že byl vyvíjen intenzivní tlak na genetickou variantu, která je základem perzistence laktózy, která lidem umožňovala pít mléko i po kojeneckém věku.

Mezi nejvýznamnější evoluční vývoj patří změna v genu FADS1, který zlepšuje naši schopnost metabolizovat rostliny. Další se týká genu ADH1B , který ovlivňuje způsob, jakým metabolizujeme alkohol. Předchozí výzkum zdůraznil variantu tohoto genu u Východoasiatů u nichž omezuje jejich toleranci k alkoholu. Studie přinesla důkazy o podobném evolučním trendu i u Evropanů.

To by mohlo znamenat, že můžeme být menší alkoholici, než naši předci žijící v neolitu. Jaký způsobem si připravovali alkohol v době neolitu ale studie neuvádí.

Dalším klíčovým znakem, který vykazuje známky silného výběru, je poměr pasu k bokům (WHR) u žen. Vzhledem k tomu, že zvýšení WHR je spojováno se zvýšenou plodností, dalo by se očekávat, že se lidé vyvinuli tímto směrem, ale autoři studie zjistili, že tento znak je ve skutečnosti předmětem stabilizujícího výběru – to znamená, že se naše geny přizpůsobily tak, aby udržely WHR v pevně stanovených parametrech.

Vědci si nejsou jisti, proč tomu tak je, ale domnívají se, že omezení objemu pasu musí přinést nějaký prospěšný kompromis. Navíc skutečnost, že tento stabilizační tlak byl zaznamenán na všech kontinentech, naznačuje, že ať už má příroda jakýkoli důvod pro udržení objemu pasu na uzdě, pravděpodobně je to dobrý důvod.

Zdroj: https://academic.oup.com/af/article/13/3/7/7197940, preprint studie bioRxiv

asteroids, planet, space, meteor, destruction, comet, end of the world, crater, armageddon, doomsday, force of nature, judgment day, the atmosphere, venus, asteroids, meteor, meteor, meteor, comet, doomsday, doomsday, venus, venus, venus, venus, venus

Jak probíhá vývoj hvězdy podobné Slunci (video)

6. 10. 2025 Iveta Mauci 1 min read 191 Zobrazení animace, evoluce, hvězda, NASA, rychlost rotace, sluneční skvrny, video

NASA Nové Vesmír Video

Mladé hvězdy postupně s věkem vykazují několik snadno pozorovatelných změn. Například u hvězd podobných Slunci se v průběhu milionů let zpomaluje rychlost rotace, ale také se snižuje počet tmavých povrchových útvarů zvaných hvězdné skvrny.

Hvězdné skvrny jsou vázané na lokální magnetická pole, která byla zesílena rotací hvězdy. Je tedy jasné, že tyto jevy spolu vzájemně souvisejí.

Satelit TESS (Transiting Exoplanet Survey Satellite) od NASA skenuje široký pás oblohy po dobu přibližně jednoho měsíce a hledá změny ve světle od hvězd k pozorování planet obíhajících kolem nich. Vědci využívají stejná data z TESS k určení rychlosti rotace hvězd na základě pravidelných fluktuací v jejich světle, které vznikají, když se hvězdné skvrny objevují a mizí v zorném poli. Protože se rotace s věkem zpomaluje, mohou astronomové pomocí satelitu TESS zjistit více o tom, jak se hvězdy vyvíjejí v průběhu času.

Scott Wiessinger (eMITS) / Goddardovo vesmírné letové centrum NASA

Video: 1) První animace ukazuje rychlost rotace a pokrytí skvrnami hvězdy podobné Slunci, staré 100 milionů let. 2) Druhá animace ukazuje rychlost rotace a pokrytí skvrnami hvězdy podobné Slunci, staré 500 milionů let. 3) Třetí animace ukazuje rychlost rotace a pokrytí skvrnami hvězdy podobné Slunci, staré 1 miliardu let.

Zdroj: Goddardovo vesmírné letové centrum NASA

dna, evolution, dinosaur, robot, cyborg, primeval times, t-rex, technology, digitization, helix, research, medical, science, genetically, dna strand, dna helix, discovery, development, coding, dna, dna, dna, dna, dna, evolution, evolution, evolution, evolution, robot, robot, robot, genetically, dna strand, dna strand, dna strand, dna helix, coding

Jak vznikl život na Zemi? Možným vědeckým vysvětlením je metabolismus

21. 7. 2025 Iveta Mauci 2 min read 268 Zobrazení buňky, evoluce, metabolismus, vznik života, Země

Evoluce Nové Výzkum Země

Jak se z neživé hmoty zrodily živé buňky? V okamžiku evoluce se anorganická hmota stala organickou a neživá hmota živou. Jak k tomu ale došlo patří k největším záhadám lidstva. To je možné řešení…

Vědci dosáhli klíčového kroku k pochopení toho, jak vznikl první buněčný život na Zemi, který nakonec vedl k zrození člověka. Vědci momentálně pracují na vývoji syntetických buněk, které napodobují živé buňky a doufají, že odhalí stopy, které můžou odpovědět.

I když neexistuje jediná definice života, v biologii se opakují tři prvky:

kompartmentalizace – bariéra, která odděluje vnitřek buňky od okolního prostředí;
metabolismus – tvorba a rozklad molekul pro provádění buněčných funkcí; a
selekce – proces, při kterém jsou určité molekuly upřednostňovány před jinými.

V minulosti se vědci zaměřovali na kompartmentalizaci, tedy rozdělení na oddíly, sekce nebo kompartmenty, nikoli na metabolismus. I když je tento cyklus budování a rozkládání molekul klíčovým aspektem toho, jak živé buňky reagují na podněty z prostředí, jak se replikují a jak probíhá jejich vývoj.

Vědci z Kalifornské univerzity v San Diegu navrhli systém, který syntetizuje buněčné membrány a zahrnuje metabolickou aktivitu.

Buňky, které postrádají metabolickou síť, jsou zablokované. Nejsou schopné se přestavovat, růst ani dělit. Lipidy jsou mastné sloučeniny, které hrají klíčovou roli v mnoha buněčných funkcích. V živých buňkách slouží lipidové membrány jako bariéry, které oddělují buňky od vnějšího prostředí. Lipidové membrány jsou dynamické a schopné se přestavovat v reakci na buněčné požadavky.

Jako klíčový krok k pochopení vývoje živých buněk může být systém, v němž lipidy nejen vytvářejí membrány, ale prostřednictvím metabolismu je také rozkládají. Systém, který vytvořili, byl abiotický, což znamená, že použili pouze neživou hmotu. To je důležité pro pochopení toho, jak mohl vzniknout život na prebiotické Zemi, kdy existovala pouze neživá hmota.

Vědci se snažili odpovědět na základní otázku: Jaké jsou minimální systémy, které mají vlastnosti života?

Chemický cyklus, který vytvořili, využívá chemické palivo k aktivaci mastných kyselin. Mastné kyseliny se poté vážou na lysofosfolipidy, čímž vznikají fosfolipidy. Tyto fosfolipidy spontánně tvoří membrány, ale bez paliva se rozkládají a vracejí se k mastným kyselinám a lysofosfolipidovým složkám. A cyklus začíná znovu.

Nyní, když ukázali, že dokážou vytvořit umělou buněčnou membránu, chtějí pokračovat v přidávání vrstev složitosti, dokud nevytvoří něco, co má mnohem více vlastností, které si spojujeme se „životem“.

Umělecké ztvárnění znázorňující vír energie a to, jak se určité lipidy a mastné kyseliny spojují a tvoří membránu. Proces je cyklický, složky se spojují a oddělují a energie se přidává a odebírá.

https://www.eurekalert.org/multimedia/1083010; https://www.nature.com/articles/s41557-025-01829-5

Vědci mají nové vodítko k vývoji mnohobuněčného života

8. 4. 2025 Iveta Mauci, šéfredaktorka a licencovaná autorka vědeckých zpráv NASA, ESO, ESA, AAAS a EurekAlert 4 min read 999 Zobrazení evoluce, mnohobuněčný život, vědecké objevy, vývoj

Nové Věda Vědecké objevy Výzkum

odně teorií o původu mnohobuněčného života se zaměřuje na chemii, oproti tomu se vědci nové vědecké studie rozhodli prozkoumat roli fyzických sil v tomto procesu. Vědci tak otevřeli nový pohled na možnou hnací sílu tohoto klíčového kroku evoluce, který označili jako dynamiku tekutin kooperativního krmení.

Zkoumání dynamiky tekutin a kooperativního krmení

_{Podle tiskové zprávy Carol Clarkové, Univerzita Emory}

Hodně teorií o původu mnohobuněčného života se zaměřuje na chemii, oproti tomu se vědci nové vědecké studie rozhodli prozkoumat roli fyzických sil v tomto procesu. Vědci tak otevřeli nový pohled na možnou hnací sílu tohoto klíčového kroku evoluce, který označili jako dynamiku tekutin kooperativního krmení.

Život se na Zemi objevil asi před 3,8 miliardami let. Nová teorie prvotního vzniku navrhuje, že organické molekuly spontánně vytvořily chemikálie plovoucí v kalužích vody za přítomnosti slunečního světla a elektrického výboje. Tyto stavební kameny života prošly chemickými reakcemi, pravděpodobně řízenými RNA, které nakonec vedly k vytvoření jednotlivých buněk.

Ale co podnítilo jednotlivé buňky, aby se shromáždily do složitějších, mnohobuněčných forem života?

Jak na to přišli?

Nápad vznikl, když jeden z autorů výzkumu sledoval, jak se krmí stentory, jednobuněční tvorové ve tvaru trubky, kteří se vznášejí blízko hladiny rybníků. Prostřednictvím mikroskopického videa zachytil dynamiku tekutin stentoru v laboratorní misce naplněné tekutinou, když organismus nasával částice obsažené v tekutině. Zaznamenal také dynamiku tekutin párů a skupin stentorů, kteří při krmení fungovali ve shlucích.

Projekt začal krásnými obrazy proudění tekutin, teprve později si vědci uvědomili evoluční význam tohoto chování. Vědci zjistili, že seskupení stentorů do kolonií jim prospívá tím, že generují silnější toky, kterými sbírají více potravy z větší vzdálenosti.

Stentory tvoří dočasné kolonie ve tvaru polokoule.

Mnohobuněčné chování stentorů by se tedy dalo použít jako modelový systém, který pomůže pochopit, jak se život vyvinul z jednobuněčných organismů na složité organismy, jako jsou lidé, kteří jsou složení z bilionů buněk se specializovanými úkoly.

„Můžete rozřezat stentor a každý malý kousek se během 12 hodin stane kompletním organismem,“ říká Shekhar. „Jsou fascinující v mnoha ohledech.“

Na úzkém konci stentoru je uchopovací mechanismus známý jako „holdfast“, který umožňuje organismu ukotvit se na větvičku, list nebo jinou organickou hmotu plovoucí ve vodě. Široký konec stentoru jsou v podstatě obří ústa lemovaná řasinkami podobnými vlasům. Řasinky ve vodě vytvářejí proudy, které jí do tlamy vhánějí částice potravy, jako jsou bakterie nebo řasy.

Stentoři dokážou ze svého fixačního konce vylučovat určitý druh mazu. Tato pasta jim umožňuje přilnout k organickým povrchům a dočasně se zformovat do kolonií, které mají tvar polokoule.

Snad nejpozoruhodnější věcí na stentorech je jejich velikost. Většina lidských buněk je nejméně 10krát menší než šířka lidského vlasu. Jednobuněčný stentor je však viditelný lidským okem. Na délku mají asi 1 až 2 milimetrů. Velikost stentorů tak usnadňuje záznam detailních snímků jejich chování pod mikroskopem.

Dynamika tekutin

Shekhar se rozhodl prozkoumat dynamiku tekutin, která se podílí na plnění filtrů stentorů. Do kapaliny přidal plastové kuličky o velikosti mikronu, aby viděl, co se stane. Drobné plastové částice sloužily jako indikátory, díky nimž byly toky generované řasinkami stentora viditelné.

Jak se jejich hlavy přitahovaly k sobě, toky generované dvěma stentory se spojily do jediného víru, který vytvořil silnější proud, schopný vtáhnout více částic z větší vzdálenosti. Zdálo se, že vytváření kolonií dále zvyšuje jejich schopnost nasávat částice. Proč se tedy jednotliví stentoři občas odtrhli od skupiny, aby odplavali sami?

A giant, single-celled organism that lives in ponds inspired Emory physicist Shashank Shekhar to discover a new clue for how multicellular life may have first formed.

➡️ ? How Multicellular Life May Have Evolved: https://t.co/nYS8rVgzYw pic.twitter.com/CMdI7vm5dj
— Emory University (@EmoryUniversity) April 3, 2025

Vědci se domnívají, že slabší stentoři těžili ze spojení sil více než silnější. Kolonie jsou dynamické, protože stentoři neustále mění partnery. Ti silnější jsou v jistém smyslu zneužíváni. Často střídají partnery, takže všichni mají stejný prospěch.

Vědci vyvinuli matematické modely k testování této teorie v experimentálních nastaveních prostřednictvím odborných znalostí matematika z Ohia. Výsledky v párovém systému ukázaly, že jeden stentor vždy získal větší výhodu než druhý a že vytvoření velké kolonie, včetně dynamického přemisťování jedinců, zvyšuje průměrnou rychlost krmení pro jednotlivé stentory.

Zjištění poskytují nový pohled na selektivní síly, které mohly upřednostňovat raný vývoj mnohobuněčné organizace.

Je úžasné, že jednobuněčný organismus bez mozku a neuronů vyvinul chování pro oportunismus a spolupráci. Možná, že tyto druhy chování byly pevně zabudované do organismů mnohem dříve v evoluci, než si vědci uvědomovali.

Mravenci začali pěstovat houby před 66 mil. lety díky asteroidu, který vyhubil dinosaury

7. 10. 2024 Iveta Mauci 3 min read 567 Zobrazení asteroid, dinosauři, evoluce, Gongylidia, Lesní mravenci, Mravenec lesní, Smithsonianské Národní přírodovědecké muzeum, vyhubení

Nové Příroda/Fauna Věda

***Mravenčí dělník vzácného druhu Mycetophylax asper na své houbové zahradě,*** *pěstující houby sesbírané v Santa Catarině v Brazílii, v roce 2014*.

Zemědělství existovalo už miliony let předtím, než lidé začali pěstovat vlastní plodiny. Ve skutečnosti si několik živočichů pěstovalo vlastní potravu dávno předtím, než se vyvinuli lidé.

Podle nové studie začaly kolonie mravenců pěstovat houby ve chvíli, když Zemi před 66 miliony lety zasáhl asteroid. Tento dopad způsobil globální masové vymírání, ale také vytvořil ideální podmínky vyhovující houbám. Houby začali pěstovat inovativní mravenci a vytvořili evoluční partnerství, které se před 27 miliony lety ještě více propojilo a trvá dodnes.

Vědci shromáždili a analyzovali rozsáhlou genetickou databázi. Našli některé houbové plodiny, které se před více než 27 miliony lety spoléhaly výhradně na mravence.

Vědci ze Smithsonianského Národního přírodovědeckého muzea, analyzovali genetická data ze stovek druhů hub a mravenců, aby vytvořili podrobné evoluční stromy. Porovnání těchto stromů umožnilo vědcům vytvořit evoluční časovou osu mravenčího zemědělství a určit, kdy mravenci poprvé začali pěstovat houby.

Mravenčí zemědělci

Téměř 250 různých druhů mravenců v Americe a Karibiku se živí houbami. Vědci rozdělili tyto mravence do čtyř zemědělských systémů na základě jejich pěstitelských strategií. Lesní mravenci patří mezi ty, kteří praktikují nejpokročilejší strategii, známou jako vyšší zemědělství. Tito mravenci sbírají kousky čerstvé vegetace, aby poskytli obživu svým houbám, které zase pěstují potravu pro mravence zvanou gongylidia. Tato houba mimo kolonie mravenců již přirozeně neexistuje. Tato potrava pomáhá pohánět složité kolonie lesních mravenců, které mohou čítat miliony jedinců.

Tým použil vzorky k sekvenování genetických dat pro 475 různých druhů hub (z nichž 288 pěstují mravenci) a 276 různých druhů mravenců, kdy 208 z nich pěstuje houby. Je to největší genetický soubor dat o mravencích pěstujících houby. To umožnilo vědcům vytvořit evoluční stromy těchto dvou skupin. Porovnání divokých druhů hub s jejich kultivovanými příbuznými pomohlo vědcům určit, kdy mravenci začali využívat určité houby.

Data odhalila, že mravenci a houby jsou propletené již 66 milionů let. To je přibližně od doby, kdy na konci křídového období zasáhl Zemi asteroid. Tato kataklyzmatická srážka naplnila atmosféru prachem a úlomky, které blokovaly slunce a na léta bránily fotosyntéze. Výsledné masové vymírání vyhladilo v té době zhruba polovinu všech rostlinných druhů na Zemi.

Pro houby však byla tato katastrofa přínosem. Tyto organismy se množily, když spotřebovávaly spoustu mrtvého rostlinného materiálu povalujícího zem.

„Mravenci domestikovali tyto houby stejným způsobem, jakým lidé domestikovali plodiny,“ řekl Schultz.

Entomolog Ted Schultz , kurátor mravenců v Smithsonian's National Museum of Natural History a hlavní autor nového článku, na výpravě za sběrem mravenců do pohoří Acarai v jižní Guyaně v říjnu 2006. — Entomolog Ted Schultz, kurátor mravenců v Smithsonianském Národnímpřírodovědeckém muzeu historie a hlavní autor nového článku, na výpravě za sběrem mravenců do pohoří Acarai v jižní Guyaně v říjnu 2006.

Doktor Schultz strávil 35 let studiem evolučního vztahu mezi mravenci a houbami. Provedl více než 30 expedic do lokalit ve Střední a Jižní Americe, aby pozoroval tuto interakci ve volné přírodě. Ve své laboratoři v muzeu choval kolonie lesních mravenců a dalších mravenců pěstujících houby. V průběhu let Schultz a kolegové shromáždili tisíce genetických vzorků z celých tropů.

Zdroj: EurekAlert, Science, Národní přírodovědecké muzeum, Wikipedia

Slepé jeskynní ryby přesunuly chuťové pohárky na hlavu a bradu

20. 8. 2024 Iveta Mauci 2 min read 278 Zobrazení brada, chutové pohárky, evoluce, hlava, Mexiko, slepé jeskynní ryby, Univerzita Cincinetti

Nové Příroda/Fauna Zajímavosti

Jeskynní ryby se vyvíjely tisíce let. Nemají oči, proto jim vědci přezdívají „slepé jeskynní ryby“. Příroda si ale umí poradit. Co ryby ztratily na zraku, přesunuly jinam. Aby nevyhynuly, vytvořily si nadměrný počet chuťových pohárků mimo ústní dutinu. A to na hlavu a na bradu.

Ryby žijící na povrchu mají obrovské kulaté oči, které jim dávají udivený výraz. Slepé jeskynní ryby mají pouze obrys očních důlků. Vyvinuly se v jeskynních rybnících v severovýchodním Mexiku. Ve srovnání s jejich stříbřitými protějšky, kteří žijí v povrchových řekách a potocích, jsou tyhle ryby světle růžové a téměř průsvitné.

Genetické procesy

Že některé populace jeskynních ryb mají zvláštní chuťové pohárky na hlavě a na bradě vědci zjistili už v 60. letech. Neexistovala ale žádná další studie vývojových nebo genetických procesů, které by vysvětlovaly tento neobvyklý proces.

„Regrese, jako je ztráta zraku a pigmentace, je dobře prostudovaný fenomén. Biologické základy konstruktivních rysů ale nejsou ještě pochopené,“ říká hlavní autor vědeckého článku profesor UC a biolog Joshua Gross.

Výzkumný tým pozoroval druh Astyanax mexicanus. Včetně dvou samostatných populací, které žijí v jeskyních Pachón a Tinaja v severozápadním Mexiku. Výzkumný tým zjistil, že počet chuťových pohárků je podobný jako u povrchových ryb od narození do 5 měsíců věku. Chuťové pohárky pak začnou přibývat a objevují se na hlavě a na bradě až do dospělosti, přibližně v 18 měsících.

Joshua Gross, Ph.D., profesor biologických věd na univerzitě v Cincinnati.

Jeskynní ryby mohou v přírodě i zajetí žít mnohem déle než 18 měsíců. Autoři studie mají podezření, že s přibývajícím věkem ryb se chuťové pohárky neustále množí, dokud ryba neuhyne.

Zatímco načasování výskytu chuťových pohárků bylo srovnatelné pro populace jeskynních ryb Pachón a Tinaja, určité rozdíly byly evidentní. Samozřejmě s ohledem na hustotu a načasování expanze, říká Gross. Dalším překvapivým objevem této studie je genetická architektura tohoto rysu.

„Navzdory složitosti tohoto rysu se zdá, že více chuťových pohárků na hlavě je řízeno pouze dvěma oblastmi genomu.“ říká profesor Gross.

Nárůst koreluje s obdobím, kdy jeskynní ryby začnou hledat jiné zdroje potravy. S více chuťovými pohárky mají jeskynní ryby bystřejší smysl pro chuť, „což je pravděpodobně adaptivní vlastnost.“

„Zatím zůstává nejasné, jaká je přesná funkční a adaptivní relevance tohoto rozšířeného chuťového systému,“ říká Gross.

Proto vedl tým k zahájení nových studií, kdy ryby vystavili různým příchutím, jako je kyselá, sladká a hořká. V nové studii určili, kdy se chuťové pohárky začnou objevovat v oblastech mimo ústní dutinu.

Zdroj: Univerzita Cincinetti, EurekAlert, Nature Communications Biology

Jak se z chyb „zkopírovat vložit“ vytvořila živočišná říše včetně člověka

16. 4. 2024 Iveta Mauci 0 komentářů 4 min read 289 Zobrazení evoluce, geny, hmyz, kopírování, kutikula, příroda

Nové Příroda/Fauna TOP 10 Věda

Podle článku publikovaného v odborné časopise Nature Ecology & Evolution, se před 700 miliony let poprvé objevil pozoruhodný tvor. Ačkoli se na něj podle dnešních měřítek nedalo moc dívat, měl už přední a zadní část těla a horní a dolní část těla. V té době šlo o převratnou adaptaci, která stanovila základní tělesný plán, který nakonec zdědila většina složitých živočichů včetně člověka.

Nenápadný živočich žil na Zemi v dávných mořích. Pravděpodobně se plazil po mořském dně. Zřejmě šlo o posledního společného předka bilateriánů (oboustranně souměrných), obrovské superskupiny zvířat včetně obratlovců zahrnující ryby, obojživelníky, plazy, ptáky a savce a bezobratlé jako hmyz, členovce, měkkýše, červy, ostnokožce a mnoho dalších.

Podle studie 20 různých druhů bilaterálních živočichů, včetně člověka, žraloků, jepic, stonožek a chobotnic, lze dodnes vysledovat více než 7 000 skupin genů až k poslednímu společnému předkovi bilaterálních živočichů. Zjištění učinili vědci z Centra pro genomickou regulaci (CRG) v Barceloně, které zveřejnil časopis Nature.

Pozoruhodné je, že studie zjistila, že přibližně polovina těchto genů předků byla od té doby zvířaty využita v určitých částech těla, zejména v mozku a reprodukčních tkáních. Tato zjištění jsou překvapivá, protože prastaré, konzervované geny mají obvykle základní, důležité úkoly, které jsou potřebné v mnoha částech těla.

Když se na ně vědci podívali blíže, zjistili, že na vině je řada náhodných chyb „copy paste“ (zkopírovat vložit), které probíhaly během evoluce bilaterálních živočichů. Například na počátku historie obratlovců došlo k významnému okamžiku. Poprvé se objevila skupina tkáňově specifických genů, což se shodovalo se dvěma duplikacemi celého genomu. Zvířata si mohla ponechat jednu kopii pro základní funkce, zatímco druhá kopie mohla být použita jako surovina pro evoluční inovace. K podobným událostem v různém rozsahu docházelo neustále v průběhu celého evolučního stromu bilaterálních živočichů.

„Naše geny jsou jako rozsáhlá knihovna receptů, které lze různě upravovat a vytvářet nebo měnit, včetně tkáně a orgánů. Představte si, že náhodou skončíte se dvěma kopiemi receptů na kuřecí rizoto. Původní recept si můžete ponechat a užívat si ho, zatímco evoluce upraví další kopii tak, aby místo ní vzniklo rizoto s houbami, masem a zeleninou. A teď si představte, že se zkopíruje celá kniha receptů a to hned dvakrát. Umíte s představit, jaké možnosti se tím evoluci otevírají.

Dědictví těchto událostí, které se odehrály před stovkami milionů let, žije dodnes ve většině složitých živočichů,“ vysvětluje Federica Mantica, autorka článku a výzkumná pracovnice Centra pro genomickou regulaci (CRG) v Barceloně.

Autoři studie nalezli mnoho příkladů nových, tkáňově specifických funkcí, které byly umožněny specializací těchto předpotopních genů. Například geny TESMIN a tomb, které pocházejí od stejného předka, nakonec nezávisle na sobě hrály specializovanou roli ve varlatech jak u obratlovců, tak u hmyzu. Jejich význam podtrhuje skutečnost, že problémy s těmito geny mohou narušit tvorbu spermií, což ovlivňuje plodnost jak u myší, tak u ovocných mušek.

Specializace genů předků také položila některé základy pro vývoj složitých nervových systémů. Například u obratlovců vědci našli geny, které jsou rozhodující pro tvorbu myelinových pochev kolem nervových buněk, jež jsou nezbytné pro rychlý přenos nervových signálů. U člověka také identifikovali FGF17, o němž se předpokládá, že hraje důležitou roli při udržování kognitivních funkcí do vysokého věku.

U hmyzu se specifické geny specializovaly ve svalech a v epidermis na tvorbu kutikuly (nebuněčné vrstvy pokrývající povrch těla živočichů a rostlin poskytující ochranu), což přispívá k jeho schopnosti létat. V kůži octomilek se jiné geny specializovaly na vnímání světelných podnětů, což přispělo k jejich schopnosti měnit barvu, kamuflovat se a komunikovat s jinými octomilkami.

Studiem evoluce druhů na úrovni tkání studie ukazuje, že změny ve způsobu využití genů v různých částech těla hrály velkou roli při vytváření nových a jedinečných vlastností živočichů. Jinými slovy, když geny začnou působit v určitých tkáních, může to vést k rozvoji nových tělesných znaků nebo schopností, což v konečném důsledku přispívá k evoluci zvířat.

„Naše práce nás nutí přehodnotit role a funkce, které geny hrají. Ukazuje nám, že geny, které jsou klíčové pro přežití a které se zachovaly po miliony let, mohou v evoluci také velmi snadno získat nové funkce. Odráží to evoluční balancování mezi zachováním životně důležitých rolí a objevováním nových cest,“ uzavírá profesorka výzkumu ICREA.

Článek byl upraven z tiskové zprávy AAAS.

Evoluci nezastavíme: V příštích desetiletích lidem „naroste“ třetí paže, křídla nebo tykadla

7. 3. 2023 Iveta Mauci 2 min read 352 Zobrazení evoluce, genetika, křídla, schopnost mozku, třetí ruka, tykadla

Budoucnost Medicína Technologie TOP 10

protéza chapadla paže — Vyvinout chapadlovou protézu nebude těžké.

Vědci se domnívají, že schopnost našeho mozku přizpůsobit se extra končetinám je „mimořádná“ a měli bychom ji maximálně využít. Představa, že by lidé mohli mít ruku, chapadlo nebo dokonce křídla navíc, se na první pohled může zdát jako něco ze sci-fi, ale realita je taková, že by se to mohlo stát během několika příštích desetiletí, píše Daily Mail.

Vědci z Institutu kognitivní neurovědy, University College Londýn, poznamenávají, že v posledních letech dosáhlo bioinženýrství takové úrovně, že skoky v lidském vývoji prostě nelze zastavit. Vědci už například vyvinuli „třetí palec“, který je řízen speciálními senzory na ruce. Mít prst navíc umožňuje člověku držet více předmětů jednou rukou, otevřít láhev s vodou, oloupat banán, navléci jehlu a dělat mnoho dalších věcí, které by dříve vyžadovaly dvě ruce.

Podle Tamary Makinové, profesorky kognitivní neurologie na University v Cambridge, je palec navíc vlastně jen začátek. Za prvé umožnil vědcům uvědomit si, jak „mimořádná“ je adaptační schopnost našeho mozku, za druhé se vědci nyní chtějí zaměřit na vývoj větších struktur a za třetí jde o vytváření dalších částí těla, které dříve nebyly u lidí zvykem. Například chapadlo nebo křídla.

Vědci také chápou, že musí čelit řadě problémů. Například problém přerozdělování zdrojů je, když „zdroje pro nohy jsou ukradeny a převedeny do rukou.“ Dalším neméně důležitým problémem je kontrola a náklady na akci. Například, když je šálek kávy daleko, zdá se logické použít chapadlo k usrkávání požadované kávy. Tato akce však vyžaduje tolik prostředků, že skutečné vstávání a přiblížení se k šálku kávy by člověka méně rušilo.

Makin zároveň podotýká, že z hlediska samotného designu není problém vytvořit něco podobného, jako jsou křídla nebo chapadla. Vědci se budou muset zapotit, aby jejich použití bylo snadné a pohodlné, ale není to nemožné.

Je třeba poznamenat, že Makinův kolega, Dani Klob, byl autorem projektu Třetí palec, který byl představen již v roce 2017. Poté představili projekt na třetí robotický palec, který je připevněn k opačnému palci na straně ruky.

Celkem se studie zúčastnily dvě desítky lidí. Naučili se používat palec s tlakovými senzory připevněnými k chodidlům. Celkem školení trvalo 5 dní, poté mohli účastníci provádět každodenní činnosti s pomocí třetího prstu a přitom byli rozptýleni nebo se zavázanýma očima.

Poté autoři studie poznamenali, že účastníci experimentu rychle začali cítit třetí prst jako součást vlastního těla. Před a po cvičení vědci skenovali mozky účastníků a zjistili, že došlo k jemným, ale důležitým změnám v mozkové organizaci nervových okruhů, které se aktivují, když používáme ruce.

Podle Makina nás evoluce nepřipravila na používání dalších částí těla, ale vědci s jistotou vědí, že náš mozek je schopen se tomu přizpůsobit změnou reprezentace biologického těla.

Odkaz na vědecký zdroj: https://www.science.org/doi/10.1126/scirobotics.abd7935#body-ref-R72

Vývoj nelze zastavit. V příštích desetiletích lidem „naroste“ třetí paže, křídla nebo tykadla

2. 3. 2023 Iveta Mauci 2 min read 317 Zobrazení bioinženýrství, evoluce, extra končetiny, schopnost mozku

Budoucnost Nové Technologie TOP 10

Vědci z Institutu kognitivní neurovědy, University College Londýn, poznamenávají, že v posledních letech dosáhlo bioinženýrství takové úrovně, že skoky v lidském vývoji prostě nelze zastavit. Vědci už například vyvinuli „třetí palec“, který je řízen speciálními senzory na noze. Mít prst navíc umožňuje člověku držet více předmětů jednou rukou, otevřít láhev s vodou, oloupat banán, navléci jehlu a dělat mnoho dalších věcí, které by dříve vyžadovaly dvě ruce.

Odkaz na vědecký zdroj: https://www.science.org/doi/10.1126/scirobotics.abd7935#body-ref-R72

Mohla by jít evoluce někdy pozpátku?

15. 2. 2023 Adam Walko 2 min read 314 Zobrazení evoluce, geny, návrat, vývoj

Nové Příroda/Fauna TOP 10

V období devonu se z ryb vyvinuli obojživelníci, ze kterých se po milionech let vyvinuli čtyřnozí suchozemští živočichové. Může se ale někdy evoluce vrátit zpět? Evoluce vytvořila úžasně složité rysy, od paží chobotnice posetých neurony až po ucho savců, píše Livescience. Může se však evoluce někdy obrátit „zpět“ a vrátit složité tvory do předchozích, jednodušších forem?

V takzvané regresivní evoluci mohou organismy ztratit složité rysy, a tak se zdá, že se vrátily „zpět“ do jednodušších forem. Ale evoluce ve skutečnosti nejde zpět ve smyslu sledování evolučních kroků, říkají odborníci.

„Šance, že by stejná páska [evolučních změn] byla… převrácena stejným způsobem, je vysoce nepravděpodobná,“ William R. Jeffery, biolog z University of Maryland, řekl Live Science.

Ztráta složitosti

Regresivní evoluce zahrnuje ztrátu dříve vyvinutých forem složitosti, Beth Okamura, výzkumník biologických věd z Muzea Přírodní historie v Londýně, řekl Live Science. Extrémní příklad pochází od myxozoanů, parazitů s velmi jednoduchou anatomií – bez úst, nervového systému nebo vnitřností a velmi malými genomy. Nejjednodušší typ „jsou v podstatě jednotlivé buňky,“ řekl Okamura.

Myxozoani, dlouho klasifikovaní jako jednobuněční prvoci, se nakonec ukázali jako vysoce regresní živočichové, řekl Okamura. Vyvinuli se z cnidarianů, skupiny, která zahrnuje medúzy, kteří ztratili mnoho funkcí, které již nejsou potřeba v parazitickém životním stylu.

Tak se může zdát, že se myxozoáni, alespoň morfologicky, vrátili do předchozího vývojového stadia, řekl Okamura. „Nějakým způsobem se sbíhají na jednobuněčných organismech,“ řekla.

Přesto evoluční proces nevrací své kroky v regresivní evoluci, řekl Jeffery. Tvorové žijící v jeskyních také často procházejí regresivní evolucí a ztrácejí složité rysy, jako jsou oči, které v temném prostředí nejsou potřeba. Ale například ztráta oka u jeskynních ryb neznamená přesný návrat k prvotnímu předkovi bez těchto orgánů, řekl Jeffery. Místo toho se procesy, které dříve vytvářely oko, částečně zastaví a zanechají zbytkové oko zarostlé kůží.

„Věci mohou vypadat, jako by se obrátily,“ řekl Jeffery. „Ale oko nešel zpět. Prostě přestal jít dopředu.“

Navíc ztráty ve složitosti mohou doprovázet méně zřejmé zvýšení složitosti, jako je biochemie, kterou parazité používají k tomu, aby se dostali dovnitř hostitelů, řekl Okamura. „Pro lidi je velmi snadné… uvažovat o evoluci z hlediska toho, co vidíte… jaké jsou morfologické rysy,“ řekla. „Ale existuje také spousta dalších funkcí, které nevidíme na fyziologické a biochemické úrovni.“

U jeskynních ryb mohou ztracené oči podobně zatemňovat alternativní složitost. Orgány reagující na vibrace se u těchto ryb objevují ve velkém množství a poskytují způsob, jak vnímat v temném prostředí. A v již tak přecpané hlavě tyto orgány našly dostupné nemovitosti v rybích prázdných očních důlcích, řekl Jeffery.

Část důvodu, proč evoluce nevrací své kroky, je ten, že adaptace vedou k dalším změnám, Briane Goldingu, biolog z McMaster University v Ontariu, řekl Live Science. Díky tomu je jednoduché zpětné vytáčení konkrétní změny extrémně komplikované.

„Pokud jste provedli změnu… vyladíte tuto adaptaci a tato adaptace bude interagovat s jinými geny,“ řekl Golding. „Nyní, když obrátíte tuto jednu změnu, všechny ostatní geny se stále budou muset změnit“, aby se zvrátila evoluce.

Šokující 439 milionů let starý „žralok“ nutí vědce, aby přehodnotili časovou osu evoluce

1. 11. 2022 Adam Walko 4 min read 420 Zobrazení 439 milionů let, časová osa, evoluce, Fanjingshania., žralok

Nové Příroda/Fauna TOP 10 Zajímavosti

Životní rekonstrukce *Fanjingshania renovata*.

Starověký žralok byl nalezen v Číně a je nejstarším předkem člověka s čelistmi

Tyto objevy poskytují hmatatelné důkazy o masivní diverzifikaci skupin obratlovců desítky milionů let před začátkem takzvaného „věku ryb“, asi před 420 miliony let. Vrcholoví predátoři oceánu se často zobrazují jako žijící žraloci. Paleontologům se podařilo najít pozůstatky dávných předků, kteří pocházejí z paleozoické éry, která se datuje před stovkami milionů let. Tito starověcí „žraloci“, často označovaní jako akantodové, byli pokryti ostny. Na rozdíl od moderních žraloků se u nich vyvinulo kostěné „brnění“ kolem párových ploutví, napsal SciTechDaily.

Vědci byli šokováni stářím nově objeveného akantodického druhu z Číny. Objev je nejstarší nespornou čelistnatou rybou a předchází první akantodické tělesné zkameněliny asi o 15 milionů let. Zjištění vědců byla nedávno zveřejněna v časopise Nature.

Fanjingshania, rekonstruovaná z tisíců drobných kosterních fragmentů, pojmenovaná po slavném seznamu světového dědictví UNESCO Fanjingshan, je bizarní ryba s vnějším kostnatým „brněním“ a několika páry ostnů, které ji odlišují od živých čelistnatých ryb, chrupavčitých žraloků a rejnoci a kostnaté paprskoploutvé a laločnaté ryby.

Zkoumání Fanjingshanie týmem výzkumníků z Čínské akademie věd, Qujing Normal University a University of Birmingham odhalilo, že tento druh je anatomicky blízký skupinám vyhynulých ostnatých „žraloků“ souhrnně známých jako akantodiánové. Na rozdíl od moderních žraloků mají akantodiáni kožní osifikace v oblasti ramen, které se primitivně vyskytují u čelistnatých ryb.

Fosilní pozůstatky Fanjingshanie, byly objeveny ve vzorcích kostěného lůžka formace Rongxi v okrese Shiqian, provincie Guizhou, v Číně.

Tyto objevy poskytují ověřitelný důkaz, že hlavní skupiny obratlovců se začaly diverzifikovat desítkami milionů let, před 420 miliony let starým začátkem takzvaného „věku ryb“.

Vědci objevili vlastnosti, které odlišují Fanjingshania od všech ostatních známých obratlovců. Má hrudní, předpektorální a předpánevní páteř, které se spojují jako jeden celek s dermálními pláty ramenního pletence. Dále bylo zjištěno, že ventrální a laterální části ramenních plátů zasahují k zadnímu okraji trnů prsních ploutví. Tento druh má výrazné kmenové šupiny a koruny těchto šupin jsou tvořeny řadou zubovitých prvků (odontody), které jsou zdobeny nepravidelnými nodózními hřebeny. Kupodivu je růst dentinu zaznamenán v šupinách, ale ne v jiných částech dermálního skeletu, jako jsou trny ploutví.

Od začátku bylo vědcům jasné, že ramenní pletenec Fanjingshania s řadou ploutvových trnů je klíčem k určení pozice nového druhu v evolučním stromu raných obratlovců. Zjistili, že skupina akantodiánů, známých jako klimatiidi, má plný počet ramenních páteří uznávaných ve Fanjingshania . Navíc, na rozdíl od normálního vývoje dermálních plotének, jsou prsní osifikace Fanjingshania a klimatoidů srostlé s modifikovanými šupinami trupu. To je považováno za specializaci z primitivního stavu čelistnatých obratlovců, kde kostěné ploténky vyrůstají z jediného osifikačního centra.

Fragment prsní dermální kostry (část prsní páteře srostlé s plátem pletence ramenního) Fanjingshania renovata zobrazený ve ventrálním pohledu.

Fosilní kosti Fanjingshanie neočekávaně vykazují důkazy o rozsáhlé resorpci a přestavbě, které jsou typicky spojeny s kosterním vývojem u kostnatých ryb, včetně lidí.

„Tato úroveň modifikace tvrdých tkání je u chondrichthyanů, skupiny, která zahrnuje moderní chrupavčité ryby a jejich vyhynulé předky, bezprecedentní,“ řekl hlavní autor Dr. Plamen Andreev, výzkumník z Qujing Normal University. „Hovoří o větší než v současnosti chápané vývojové plasticitě mineralizované kostry na počátku diverzifikace čelistnatých ryb.“

Resorpční rysy Fanjingshania jsou nejzřetelnější v izolovaných šupinách trupu, které vykazují známky zubovitého odlupování korunkových prvků a odstranění dermální kosti ze základny šupiny. Tenké řezy vzorků a řezy tomografie ukazují, že po tomto resorpčním stadiu následovalo uložení náhradních korunkových prvků. Nejbližší příklady této přestavby skeletu se překvapivě nacházejí v chrupu a kožních zubech (denticlech) vyhynulých a žijících kostnatých ryb. Ve Fanjingshaniaresorpce se však nezaměřovala na jednotlivé zuby nebo denticly, jak tomu bylo u kostnatých ryb, ale místo toho odstranili oblast, která zahrnovala zubatiny s více šupinami. Tento zvláštní mechanismus náhrady se více podobá opravě skeletu než typická náhrada zubu/dentikulu u čelistnatých obratlovců.

Fylogenetická hypotéza pro Fanjingshania, která používá číselnou matici odvozenou z pozorovatelných znaků, potvrdila původní hypotézu výzkumníků, že tento druh představuje ranou evoluční větev primitivních chondrichthyanů. Tyto výsledky mají hluboké důsledky pro naše chápání toho, kdy vznikly čelistnaté ryby, protože jsou v souladu s odhady morfologických hodin pro věk společného předka chrupavčitých a kostnatých ryb, které se datují do doby asi před 455 miliony let, během období známého jako ordovikum.

Tyto výsledky nám říkají, že nepřítomnost nesporných pozůstatků čelistnatých ryb ordovického stáří by mohla být vysvětlena podvzorkováním sekvencí sedimentů srovnatelného starověku. Poukazují také na silnou konzervační zaujatost vůči zubům, čelistem a kloubovým fosiliím obratlovců ve vrstvách podobných Fanjingshania.

„Nový objev zpochybňuje stávající modely evoluce obratlovců tím, že významně zkrátí časový rámec pro vznik čelistnatých ryb od jejich nejbližších bezčelisťových předků. To bude mít hluboký dopad na to, jak hodnotíme evoluční rychlosti u raných obratlovců a vztah mezi morfologickými a molekulárními změnami u těchto skupin,“ řekl Dr. Ivan J. Sansom z University of Birmingham.

Zdroj: SciTechDaily

Foto: Ilustrační_myshion/Pixabay
Světlo uvnitř těla? Tohle je nová technologie nejen ultrazvuku, má to ale háček
Foto: ESO
Co je to za duhovou bublinu uprostřed vesmíru?
$galaxy, black hole, universe, fractal, stars, milkyway, cosmos, black hole, black hole, black hole, black hole, black hole, milkyway, milkyway$ Foto: Ilustrační_SkieTheAce/Pixabay
Fermilab přepisuje fyziku magnetické anomálie v „prázdném“ prostoru
Foto: Ilustrační_Terranaut/Pixabay
Temná hmota se možná vyskytuje ve dvou skupenstvích a proto není všude

Vědci odhalují gen zodpovědný za velikost lidského mozku

28. 10. 2022 Tomáš Pokorný 3 min read 459 Zobrazení evoluce, mozek, organoidy, velikost

Medicína Nové TOP 10

Mozkové organoidy vrhají světlo na evoluci lidského mozku

Studie na lidoopech byly v Evropě z etických důvodů dlouho zakázány. Alternativou k použití zvířat ve studiích je použití takzvaných organoidů, což jsou trojrozměrné buněčné struktury, které lze generovat v laboratoři a jsou velké jen několik milimetrů. Tyto organoidy lze vytvořit pomocí pluripotentních kmenových buněk, které se následně vyvinou do konkrétních typů buněk, jako jsou nervové buňky. Studijní tým byl pomocí této metody schopen vytvořit organoidy šimpanzího i lidského mozku, napsal SciTechDaily.

„Tyto mozkové organoidy nám umožnily prozkoumat ústřední otázku týkající se ARHGAP11B ,“ říká Wieland Huttner z Institutu Maxe Plancka,
molekulární buněčné biologie a genetiky, jeden ze tří hlavních autorů studie.

„V předchozí studii jsme byli schopni ukázat, že ARHGAP11B může zvětšit mozek primátů.“ Dříve však nebylo jasné, zda měl ARHGAP11B hlavní nebo menší roli v evolučním rozšíření lidského neokortexu,“ říká Wieland Huttner.

Část mozkového organoidu vyrobená z kmenových buněk člověka. V purpurové se aktivně množí mozkové kmenové buňky a ve žluté podskupina mozkových kmenových buněk.

Mozkový organoid o velikosti asi 3 milimetry vyrobený z kmenových buněk šimpanze. Mozkové kmenové buňky jsou zbarveny červeně; mozkové kmenové buňky, které obdržely gen ARHGAP11B, jsou zobrazeny zeleně.

Abychom to objasnili, gen ARGHAP11B byl nejprve vložen do struktur podobných organoidním mozkovým komorám šimpanzů. Způsobil by gen ARGHAP11B proliferaci mozkových kmenových buněk šimpanze, což je nezbytné pro zvětšení velikosti neokortexu?

„Naše studie ukazuje, že gen v šimpanzích organoidech způsobuje nárůst příslušných mozkových kmenových buněk a nárůst těch neuronů, které hrají klíčovou roli v mimořádných mentálních schopnostech lidí,“ řekl Michael Heide, hlavní autor studie, vedoucí z Junior Research Group Brain Development and Evolution v Německém centru primátů a zaměstnancem MPI-CBG.

Když byl gen ARGHAP11B vyřazen v organoidech lidského mozku nebo byla inhibována funkce proteinu ARHGAP11B , počet těchto mozkových kmenových buněk se snížil na počet šimpanzů.

„Byli jsme tak schopni prokázat, že ARHGAP11B hraje klíčovou roli ve vývoji neokortexu během lidské evoluce,“ říká Michael Heide. Julia Ladewigová z HITBR, třetí z hlavních autorů, dodává: „Vzhledem k této důležité úloze ARHGAP11B je dále představitelné, že určité poruchy vývoje neokortexu mohou být způsobeny mutacemi v tomto genu.“

Zdroj: SciTechDaily

Vědci udělali průřez Uranem a tvrdí, že může být ledovým nebo skalním obrem
Foto: ESO/C. Lawlor, R. F. van Capelleveen et al./ESO
Ve vesmíru se něco děje. Že by se rodila nová sluneční soustava?
Foto: ZenAga/Pixabay
Kaktusy jsou nejrychlejší evoluční stroje

Černobylské černé žáby odhalují evoluci v akci

10. 10. 2022 Iveta Mauci 3 min read 568 Zobrazení černé žáby, Černobyl, evoluce, havárie, Hyla orientalis, reaktor, rosnička východní, SSSR, Ukrajina

TOP 10 Zajímavosti

*Samec žáby východní sv. Antonína ( Hyla orientalis ) na místě mimo černobylskou uzavřenou zónu (Ukrajina), 2019, Germán Orizaola*

Havárie čtvrtého reaktoru jaderné elektrárny Černobyl v roce 1986 způsobila největší únik radioaktivního materiálu do životního prostředí v historii lidstva. Dopad akutní expozice vysokých dávek záření byl závažný pro životní prostředí a lidskou populaci. Více než tři desetiletí po havárii se ale Černobyl stal jednou z největších přírodních rezervací v Evropě. Dnes tam nachází útočiště pestrá škála ohrožených druhů zvířat a živočichů, včetně medvědů, vlků a rysů, napsal Conversation.

Záření může poškodit genetický materiál živých organismů a vytvářet nežádoucí mutace. Jedno z nejzajímavějších výzkumných témat v Černobylu se však snaží odhalit, zda se některé druhy skutečně přizpůsobují životu s radiací. Stejně, jako u jiných znečišťujících látek, může být záření velmi silným selektivním faktorem, který zvýhodňuje organismy s mechanismy, které zvyšují jejich přežití v oblastech kontaminovaných radioaktivními látkami.

Ochrana melaninu před zářením

Naše práce v Černobylu začala v roce 2016. Ten rok jsme poblíž poškozeného jaderného reaktoru objevili několik rosniček východních (Hyla orientalis) s neobvyklým černým odstínem. Tento druh má normálně jasně zelené hřbetní zbarvení, i když občas lze nalézt tmavší jedince.

*Pohled na reaktor 4 jaderné elektrárny Černobyl z jezera Azbuchyn (Ukrajina), 2019, Germán Orizaola.*

Melanin je zodpovědný za tmavou barvu mnoha organismů. Méně známé je, že tato třída pigmentů může také snížit negativní účinky ultrafialového záření. A jeho ochranná role se může rozšířit i na ionizující záření, jak bylo prokázáno u hub. Melanin absorbuje a rozptyluje část energie záření. Kromě toho dokáže vychytávat a neutralizovat ionizované molekuly uvnitř buňky, jako jsou reaktivní formy kyslíku. Tyto akce snižují pravděpodobnost, že jedinci vystavení radiaci utrpí poškození buněk a zvýší své šance na přežití.

Barva černobylských rosniček

Po detekci prvních černých žab v roce 2016 jsme se rozhodli studovat roli melaninového zbarvení v černobylské divočině. V letech 2017 až 2019 jsme podrobně zkoumali zbarvení rosniček východních v různých oblastech severní Ukrajiny.

Během těchto tří let jsme analyzovali dorzální zbarvení kůže více než 200 samců žab odchycených ve 12 různých chovných rybnících. Tyto lokality byly rozmístěny podél širokého gradientu radioaktivní kontaminace. Zahrnovaly některé z nejradioaktivnějších oblastí na planetě, ale také čtyři místa mimo černobylskou uzavřenou zónu a s úrovněmi radiace na pozadí používanými jako kontroly.

Naše práce odhaluje, že černobylské rosničky mají mnohem tmavší zbarvení než žáby chycené v kontrolních oblastech mimo zónu. Jak jsme zjistili v roce 2016, některé jsou černé jako tma. Toto zbarvení nesouvisí s úrovněmi záření, které žáby dnes zažívají a které můžeme měřit u všech jedinců. Tmavé zbarvení je typické pro žáby z nejvíce kontaminovaných oblastí v době nehody nebo v jejich blízkosti.

Evoluční reakce v Černobylu

Výsledky naší studie naznačují, že černobylské žáby mohly v reakci na radiaci projít procesem rychlé evoluce. V tomto scénáři by ty žáby s tmavším zbarvením v době nehody, které normálně představují menšinu v jejich populacích, byly zvýhodněny ochranným působením melaninu.

Tmavé žáby by záření přežily lépe a úspěšněji by se rozmnožily. Od nehody uplynulo více než deset generací žab a klasický, i když velmi rychlý proces přirozeného výběru může vysvětlit, proč jsou tyto tmavé žáby nyní dominantním typem pro tento druh v uzavřené zóně Černobylu.

Studium černobylských černých žab představuje první krok k lepšímu pochopení ochranné role melaninu v prostředích zasažených radioaktivní kontaminací. Kromě toho otevírá dveře slibným aplikacím v tak rozmanitých oblastech, jako je nakládání s jaderným odpadem a průzkum vesmíru.

Doufáme, že současná válka na Ukrajině brzy skončí a mezinárodní vědecká komunita se bude moci vrátit a společně s našimi ukrajinskými kolegy studovat fascinující evoluční a přetvářející procesy černobylských ekosystémů.

Zdroj: Conversation

Foto: Ilustrační_myshion/Pixabay
Světlo uvnitř těla? Tohle je nová technologie nejen ultrazvuku, má to ale háček
Foto: ESO
Co je to za duhovou bublinu uprostřed vesmíru?
$galaxy, black hole, universe, fractal, stars, milkyway, cosmos, black hole, black hole, black hole, black hole, black hole, milkyway, milkyway$ Foto: Ilustrační_SkieTheAce/Pixabay
Fermilab přepisuje fyziku magnetické anomálie v „prázdném“ prostoru
Foto: Ilustrační_Terranaut/Pixabay
Temná hmota se možná vyskytuje ve dvou skupenstvích a proto není všude
Foto: Ilustrační_ennelise/Pxabay
Roboti ve tvaru origami nepotřebují motor ani převodovku
Foto: Freepik/Volný zdroj
Kontroverzní astronom Avi Loeb opět ukazuje na kometu a tvrdí, že 41P jsou mimozemšťané

Opravdu používáme jen 10 procent našeho mozku?

25. 1. 2022 Iveta Mauci, šéfredaktorka a licencovaná autorka vědeckých zpráv NASA, ESO, ESA, AAAS a EurekAlert 2 min read 437 Zobrazení 10%, evoluce, kapacita, mozek, věda

TOP 10 Zajímavosti

Je to jeden z oblíbených hollywoodských částí pseudovědy: lidské bytosti používají pouze 10 % svého mozku a probuzení zbývajících 90 procent- údajně probuzených, umožňuje jinak obyčejným lidským bytostem projevovat mimořádné duševní schopnosti. Ve filmu Fenomén (1996) John Travolta získává schopnost předvídat zemětřesení a okamžitě se učí cizí jazyky. Scarlett Johansson se ve filmu Lucy (2014) stává mistrem bojových umění se superschopností. A v Limitless (2011) Bradley Cooper přes noc napíše román.

Tento hotový plán pro fantasy filmy je oblíbený i mezi širokou veřejností. V průzkumu 65 procent respondentů souhlasilo s tvrzením že: „Lidé denně používají pouze 10 procent svého mozku.“ Ale pravdou je, že neustále používáme celý náš mozek, píše server Britanica

jak to víme? Za prvé, pokud bychom potřebovali pouze 10 procent našeho mozku, většina mozkových poranění by neměla žádné rozpoznatelné následky, protože poškození by postihlo části mozku, které ze začátku nic nedělaly. Víme také, že přirozený výběr odrazuje od vývoje zbytečných anatomických struktur: raní lidé, kteří věnovali vzácné fyzické zdroje na růst a udržování obrovského množství přebytečné mozkové tkáně, by byli překonáni těmi, kteří tyto vzácné zdroje utráceli za věci nezbytnější pro přežití a reprodukci. úspěch. Tvrdší imunitní systém, silnější svaly, lépe vypadající vlasy – prostě cokoli by bylo užitečnější než mít hlavu plnou inertní tkáně.

Tyto logické závěry jsme dokázali podložit pádnými důkazy. Zobrazovací techniky, jako je pozitronová emisní tomografie (PET) a funkční magnetická rezonance (fMRI), umožňují lékařům a vědcům mapovat mozkovou aktivitu v reálném čase. Data jasně ukazují, že velké oblasti mozku, mnohem více než 10 procent, se používají pro všechny druhy aktivit, od zdánlivě jednoduchých úkolů, jako je odpočinek nebo prohlížení obrázků, až po ty složitější, jako je čtení nebo matematika. Vědci zatím nenašli oblast mozku, která nic nedělá.

Jak jsme tedy dospěli k názoru, že 90 procent našeho mozku je k ničemu? Tento mýtus je často nesprávně připisován psychologovi 19. století Williamu Jamesovi, který tvrdil, že většina našeho duševního potenciálu zůstává nevyužita. Procento ale nikdy neuvedl. Zodpovědný je také Albert Einstein – magnet na nesprávné přiřazení citací. Ve skutečnosti tento koncept s největší pravděpodobností přišel z amerického svépomocného průmyslu. Jedna z prvních zmínek se objevuje v předmluvě k mega bestselleru Dalea Carnegieho z roku 1936, Jak získávat přátele a působit na lidi . Myšlenka, že jsme využili jen zlomek plného potenciálu našeho mozku, byla od té doby základem motivačních guru, new age hucksterů a neinspirovaných scénáristů.

Je zřejmé, že je to špatná zpráva pro každého, kdo doufá, že najde tajemství, jak se stát přes noc géniem. Dobrá zpráva však je, že tvrdá práce stále funguje. Existuje spousta důvodů věřit, že mozkovou sílu můžete budovat na náročných mentálních úkolech, jako je hra na hudební nástroj, aritmetika nebo čtení románu.

Zdroj: Britanica