Erindi: Loftslagsbreytingar og lífríki landsins

Yfirstandandi loftslagbreytingar hafa mjög skýr áhrif á lífríki jarðarinnar. Þótt sumir séu ekki fyllilega sannfærðir um að loftslagsbreytingarnar séu af mannavöldum, á er augljóst að breytingarnar eru að gerast og munu hafa veigamiklar afleiðingar. Fólk virðist oft ekki gera sér grein fyrir breytingum fyrr en þær verða í þeirra bakgarði (eða fyrir nútímamanninn, bílastæði). Þess vegna beina Snorri Baldursson og Bjarni Diðrik Sigurðsson kastljósinu að afleiðingum þessara breytinga fyrir lífríki Íslands. Titill fyrirlestursins er Loftslagsbreytingar og áhrif þeirra á lífríki Íslands.

Erindið er fræðslufundur á vegum hins íslenska náttúrufræðifélags, og verður í dag 29 september kl. 17:15 í stofu 132, í Öskju, Háskóla Íslands. 

 

 

Umhverfi og erfðir

"Fjórðungi bregður til fósturs" var sagt í Njálu. Spurning er hvort umhverfi eða erfðir ákvarði manngerð, gáfur eða aðra eiginleika. Þetta er ein af stóru spurningunum í líffræði. Svarið er, það fer eftir eiginleikanum, umhverfinu, genunum og stökkbreytingunum í genunum (stökkbreytingar eru nefnilega ekki jafnar, sumar eru verri en aðrar)

Nú höfum við einangrað margar stökkbreytingar í mörgum genum og getum því spurt beint út um áhrif umhverfis á sýnd þeirra og tjáningarstig ("penetrance and expressivity").

Ástríður Pálsdóttir hefur rannsakað stökkbreytingar í Cystatin-c sem tengist heilablæðingu. Í ljós kemur að stökkbreytingin hefur áhrif í arfberum (ekki bara í arfhreinum einstaklingum), sem dregur úr lífslíkum þeirra. Með því aðstoð Agnars Helgasonar við Íslenska erfðagreiningu þá skoðuðu þau lífslíkur arfbera fyrr á öldum og komust að því að þeir lifðu mun lengur (hlutafallslega miðað við maka sína, til að leiðrétta fyrir mun á milli kynslóða). Ástríður mun gera niðurstöðum sínum skil í erindi á Keldum í hádeginu í dag (sjá fræðslufundi Keldna).

Ég verð reyndar að kenna í hádeginu en get huggað mig við grein hennar og félaga í PLoS genetics.

Fjörug vísindavaka

Í fyrra fór ég með fjölskyldinni í hafnarhúsið á vísindavökuna. Drengurinn hafði ljómandi gaman af tækjum og tólum sem sýnd voru, og heillaðist af vélmennum verkfræðinganna. 

Sem líffræðingi saknaði ég þess að sjá ekki hauskúpur af dýrum, iðandi gerlaræktir, myndir af frumum og DNA við eftirmyndun. Vissulega voru nokkrir fulltrúar líf og læknavísindanna á staðnum, en þeir hefðu að ósekju mátt vera fleiri.

Hluti af vandamálinu er að vísindavakan ber upp á sömu viku og umsóknarfrestur til rannsóknasjóðs Íslands. Þannig að þeir sem eru hvað ötullastir í sínum fræðum, sem skrifa flestar umsóknir hafa ekki tíma til að taka þátt í starfi vísindavöku. Kaldhæðnin í þessu er sú að rannsóknarmiðstöð Íslands sér um bæði rannsóknarsjóðinn og vísindavökuna.

Mæli samt eindregið með vökunni.

Krabbameinsfrumur eru svindlarar

Fjölfrumungar samastanda af fjölda erfðafræðilega eins frumna sem starfa saman, t.d. með því að skipta með sér verkum og sérhæfast. Frumur fjölfrumunga mynda tvo grundvallar flokka, sómatískar frumur sem mynda venjuelga vefi og stofnfrumur kynfrumna sem eins og nafnið bendir til mynda kynfrumur eingöngu.

Margskonar kerfi hafa þróast til að tryggja samskipti og samvinnu sómatískra frumna, boðskipta kerfi, vaxtarhemlar og kerfi sem segja frumum að drepa sig fyrir heildina (stýrður frumudauði - apoptosis). Einnig eru vísbendingar um að átfrumur ónæmiskerfisins tak þátt í að ganga frá sómatískum frumum sem leiðast af vegi.

Lögmál þróunar útskýrir hvers vegna slík kerfi þróast, og sýnir okkur líka að kerfin eru mikilvægust fyrir þann hluta stofnsins sem myndar afkvæmi. Þegar einstaklingar hafa lokið æxlun þá minnkar þróunarlegur þrýstingur fyrir viðhaldi þessara kerfa (og annara!) þannig að ógæfa eins og krabbamein hefur mest áhrif á eldra fólk.

En þróunarlögmál gilda líka innan fjölfrumunga. Sumar frumur verða fyrir erfðagöllum sem gera þeim kleift að svindla á vörnum fjölfrumunga. Frumur sem fjölga sér óheft veljast úr á náttúrulegan hátt og geta orðið mjög algengar. En þessi þróun er ólík að því leyti að krabbamein smitast ekki (ég veit um eina undantekningu í hundum) þannig að krabbameinsfrumulínurnar enda með viðkomandi einstaklingi. 

Þekking okkar á ferlunum sem liggja að baki óheftri frumufjölgun, ódauðleika, og íferð (metastasis) krabbameinslína hefur batnað til muna. Til dæmis sést að litningabrengl eru mjög algeng í krabbameinsfrumum, og líklegt að slíkir gallar geti ýtt undir vöxt frumna eða losað þær undan hömlum fjölfrumungsins. Mörgum spurningum er þó enn ósvarað. 

Sumum þeirra reyndi Sigríður K. Böðvarsdóttir að svara í doktorsverkefni sínu. Hún spurði um litningabrengl í frumum með ákveðna erfðagalla, og sýndi fram á að litningaendar verða sérstaklega óstöðugir í vissum hópi. Við þurfum þekkingu á þessum ferlum til að eiga möguleika á að koma böndum á svindlarana.

Vörn hennar fer fram í hátíðarsal Háskóla Íslands, föstudaginn 26 september kl. 13:00.

Virkilega náið samband

Lífverur tengjast öðrum lífverum misjafnlega sterkum böndum. Meðal félagsskordýra vinna ættingjar saman til að viðhalda búi og fóðra afkomendur ættmóðurinnar, að mestu í bróðerni (ræðum frávikin ekki hér, en þau eru virkilega subbuleg). Sjaldgæfara er að einstaklingar mismunandi tegunda starfi saman, en þess eru þó dæmi. Samlífi, samhjálp, gistilífi eru missterk birtingarform slíkrar samvinnu.

Fléttur sýna fádæma nána samvinnu, í flestum tilfellum svepps og grænþörungs eða blábakteríu (stundum eru 3 tegundir í samvinnu). Fléttur geta þraukað við erfið skilyrði og þrauka á yfirborði sem virkar oft einstaklega næringasnautt (klettum, trjám, og í seinni tíð mannvirkjum - sjá mynd frá Canada af vefsíðunni www.lobaria.ch).

 Fléttur eru ekki eingöngu forvitnilegar sem dæmi um samþróun lífvera, heldur hafa þær einnig merkilega fjölþætta efnaskipaeiginleika. Þær geta til dæmis numið steinefni úr grjóti, og nýmyndað fjölbreytileg efnasambönd með athyglisverða eiginleika.

Það leiddi til verkefnis sem miðar að því að raðgreina erfðamengi þeirra, sem nýtist til að einangara ensím sem geta hvatað sérstök efnahvörf. Höfuðpaurarnir eru Ólafur Andrésson prófessor í erfðafræði við Háskóla Íslands og samstarfsmaður hans Vivian Miao frá háskólanum í Bresku Kólumbíu (British Columbia). Hún heldur einmitt erindi um erfðamengi flétta miðvikudaginn 24 september (kl 16:30 í Öskju, stofu 132).

Dýr skynja dauðann

Fyrir nokkru birtist töfrandi pistill eftir Natalie Angier í New York times. Hún fjallaði um dýr og vísbendingar um það hvernig þau upplifa dauða. Inngangspunkturinn var górillan Gana sem hýst er í dýragarðinum í Munster. Hún missti ungann sinn þriggja mánaða gamlan, en lét hann samt ekki frá sér, heldur dró hann með sér í fanginu í fleiri daga. Gana virtist vita að unginn var dáinn, en vildi samt ekki sleppa honum.

Okkur er tamt að manngera atferli dýra og sjá í þeim eiginleika sem okkur þykir sæmd af eða ekki. Darwin tókst á við þetta vandamál einna fyrstur í bók sem heitir "The expression of the emotions in man and animals" (tjáning tilfininganna í manni og dýrum). Samkvæmt Jane Goodall syrgja simpansar ættingja, ungviði og foreldra, en virðast ekki kippa sér mikið upp við fráfall annara í hópnum. Spurning er hversu sterk sorg þeirra er. Menn upplifa sorgina mjög sterkt þegar þeir missa einhvern nákominn, en síðan getum við japlað á núðlum yfir fréttum af hamförum úti í heimi eða þegar við flettum yfir dánartilkynningar í blaðinu. Færa má rök fyrir þvi að einstaklingar sem finndu til samkenndar með öllum sem lifa og deyja væru líklega lamaðir af sorg, og því með lægri Darwinska hæfni.

Lífverur með taugakerfi og skynjun virðast upplifa sjálf og gera greinarmun á meðlimum sinnar tegundar og annara. Er ekki augljóst að einstaklingar sem upplifa ekki sjálfan sig sem slíkan eru vanhæfari en aðrir í lífsbaráttunni (ef þú upplifir ekki líkamann sem þinn, hví ættir þú að forða honum frá ljóninu?). Sjálfhverfa hlýtur því að vera djúpt greypt í fjölfruma dýr, og við græðum ekki mikið á að gagnrýna þann eiginleika.

Það sem við deilum með simpönsum  og öðrum prímötum eru félagshópar, sem upprunalega voru fjölskyldur, mæðrahópar, ættbálkar eða eitthvað sambærilegt. Er ekki líklegt að margir af eiginleikum okkar hafi mótast af þeirri sögu? Mér dettur fyrst í hug eiginleikar eins og samkennd, ættarbönd, fórnfýsi, samvinna, og e.t.v. einnig "neikvæðari" eiginleikar eins og tortryggni gagnvart öðrum hópum, hernaðarhugsun, kynþáttahatur...en mannfræðingar geta örugglega gert þessari hugsun betri skil.

Mæli sérstaklega með grein Natalie Angier.

http://www.nytimes.com/2008/09/02/science/02angi.html

Hugleiðing þessi kviknaði sem athugasemd við mjög forvitnileg skoðanaskipti á vefsíðu Kristinns Theódórssonar.

http://andmenning.blog.is/blog/andmenning/entry/644200/

 

Erindi: Hestar, flekar, bakteríur og mús sem syndir

Nokkrir fyrirlestrar eru á döfunni.

Nú á fimmtudaginn 18 september, fer fram meistaravörn um félagsatferli hrossa. Daginn eftir er meistaravörn um fleka í frumuhimnum sem höfðar líklega ekki til sama markhóps en er vel þess virði að sjá.

Sama dag mun Líffræðistofnun HÍ og Örverufræðifélag Íslands bjóða upp á erindi örverufræðingsins Simon Silver, prófessor við örverufræði- og ónæmisfræðideild háskólans í Illinois í Chicago, USA. Erindið fjallar um tengsl örvera og málma, bæði í tengslum við mengun, efnaskipti oglíftækni. Erindið kallast " A Bacterial view of the chemical Periodic Table: genes for all elements." sem gæti útlagst sem "Sýn gerla á lotukerfið: gen fyrir hvert frumefni. Erindið verður í Öskju, Sturlugötu 7, sal 132, föstudaginn 19. september 2008 kl. 15:30.

Hámúsin vafðist fyrir mér, sérstaklega útbreiðsla hennar í hafinu við Ísland. Í ljós kemur að um er að ræða fiskitegund sem heldur til á botni hafsins í mjög forvitnilegu vistkerfi (sem Daniel Desbruyères kynnti í erindi sínu 16 september, sjá sjávarútvegsstofnunina í Brest). Erna Karen Óskarsdóttir hefur rannsakað hámúsina og kynnir í meistaraverkefni sínu 22 september.

Alger ráðgáta

Finnst rétt að leggja erfðafræði orð í belg því aðalatriðið virðist hafa farið fram hjá blessuðum fréttamanninum.

Stökkbreytingin sem sýnir sterkasta fylgni við þvagblöðrukrabbamein er 30.000 bösum fyrir ofan myc genið. Það er í sjálfu sér frásögu færandi því myc er svokallað krabbagen (oncogen) sem getur ýtt undir vöxt frumna.

Einnig er forvitnilegt að svæðið fyrir ofan myc er skilgreint sem gena eyðimörk, þar sem engin önnur gen finnast á svæðinu. Ráðgátan er hins vegar sú að áður hafa fundist stökkbreytingar í þessari genaeyðimörk sem auka líkurnar á þremur öðrum krabbameinum, í blöðruhálskirtli, brjóstum og ristli. Hið undarlega er að nýja stökkbreytingin hefur ekki áhrif á neinn af þessum sjúkdómum. Og engar af þeim stökkbreytingum sem hafa áhrif á hin krabbameinin þrjú auka líkurnar á þvagblöðrukrabba.

Hvernig má það vera? Svæðið skiptir greinilega máli fyrir margar gerðir krabbameina en hvernig og hvers vegna...það er fyrir ötula vísindamenn að svara. Mín tilgáta er að stökkbreytingarnar raska á vefja sérhæfðan hátt starfsemi einhver erfðaþáttar, sem er nauðsynlegur til að hefta frumuskiptingar. Aðrar tilgátur?

Greinin birtist í Nature Genetics og einnig má sjá samræður Kára og Simons um pappírinn á decodeyou.com.

Áhættuþáttur krabbameins í þvagblöðru fundinn

Erindi: Birki, djúpið og erfðamengi plantna

Nokkur erindi eru á döfunni sem líffræðilega þenkjandi fólk og aðrir undavillingar gætu haft áhuga á.

Þriðjudaginn 16 september mun Ægir Þór Þórsson ræða um rannsóknir á erfðablöndun í birki og fjalldrapa, sem hann hefur unnið undir leiðsögn Keseru  Anamthawat-Jónsson, prófessors í líffræði við Háskóla Íslands. Litningagreiningar þeirra sýna að um 10% birkiplantna er þrílitna eftir kynblöndun við fjalldrapa. Erindið hefst kl 14:00 í hátíðarsal Háskóla Íslands (sjá nánar).

Sama dag verður flutt erindi um lífverur við djúpsjávarhveri. Hinn frægi franski sjávarlíffræðingur Dr. Daniel Desbruyères flytur erindið sem er öðrum þræði í minningu Jean-Baptiste Charcot og áhafnar hans á skipinu Pourquoi Pas? sem fórst úti fyrir Mýrum á þessum degi árið 1936 (sjá nánar). Ímyndið ykkur að sjá náttúrulífsmyndir í sjónvarpinu á stórum skjá (í stofu 132 í Öskju, náttúrufræðihúsi Háskóla Íslands - við hliðina á Norræna húsinu). Erindið verður á ensku og er öllum opið.

Síðast en ekki síst ber að nefna fyrirlestur Dr Ilia Leitch, sem fjallar almennt um stærðir erfðamengja í plöntum. Vísindamenn veittu því snemma eftirtekt að erfðamengi plantna eru mjög mismunandi af stærð. Venjulegur laukur er t.d. með meira DNA en maðurinn, sem hefur valdið mörgum mönnum hugarangri en haft merkilega lítil áhrif á annars metnaðargjarna lauka. Erfðamengin hafa í sumum tilfellum vaxið hratt á stuttum þróunarlegum tíma. Vinur minn í Kansas Mark Ungerer sýndi fram á að stökklar, gen sem fjölga sér eins og veirur í erfðamengi, verða stundum að faröldrum, sérstaklega þegar kynblöndun verður milli plöntutegunda. Það verður spennandi að sjá hvort Dr. Leitch hafi komist að svipaðri niðurstöðu eða ei (tilkynning). Erindi hans verður 17 september kl 12:30 í stofu 320 í Öskju.

Leitch vinnur við hinn heimsfræga Kew grasagarð, sem er eitt af undrum Bretlandseyja.

Darwin og María mey

Á nokkura ára fresti heyrast fréttir af því að andlit Maríu mey eða annara dýrlinga birtist fólki. Stundum er andlitið á pönnuköku, í rökum undirgögnum eða utan á húsveggjum. Svo flykkist fólk að til að skoða og tilbiðja dýrlinginn, færa fórnir (kerti, blóm og kjúklingabita) og upplifa trú sína.

Nú hefur laukurinn (The onion) birt frétt sem lýsir því að ásjóna Charles Darwins hafi birst á vegg dómshússins í Rhea sýslu. Dómshúsið var einmitt vettvangur hinna frægu Scopes réttarhalda, þar sem kennari var dæmdur fyrir að kenna þróun. Og eins og búast mátti við flykkjast sanntrúaðir þróunarsinnar að og upplifa trú sína. "Evolutionists flock to Darwin shaped wall stain".

"Fréttin" er snilldarlega skrifuð í sönnum anda lauksins, þar sem hugmyndir eru settar í annað samhengi og spunnið vel í kring. Það að hræra saman orðfæri vísindafólks og strangtrúaðra er alger snilld. Eins og til dæmis "Behold the power and glory of the scientific method!" (sem útleggst "vottið mátt og dýrð hinnar vísindalegu aðferðar").

Í lauknum hafa birst nokkrar bráðfyndnar færslur í þessum anda.

Kansas bannar iðkun þróunar (lögin ná bæði til manna og annara lífsforma, og viðurlögin eru ströng).

Þróunarkenningin á við jarðsöguna, alla nema Triassic tímabilið.

Svo er það sneið til sköpunarsinna.

Evangelistar afsanna þyngdarlögmálið með kenningu um vitrænt fall (intelligent falling).