Varnir og starfsemi lungnaþekju

Lungu hryggdýra er stórmerkileg fyrirbæri. Við drögum inn í okkur loft, og tökum upp súrefni í lungnablöðrunum, sem síðan er flutt til vefja með blóðrásinni.

Lungun sjálf eru því berskjölduð fyrir öllum þeim óhreinindum og sýklum sem í loftinu leynast. Örsmáar agnir, bakteríugró og jafnvel fullvaxtabakteríur (þær eru mjög smáar) geta borist með lofti niður í lungun og gert óskunda.

Ef við lítum sérstaklega til baktería og annara sýkla (sveppa og veira) þá hafa þær ágætan aðgang að safaríku blóði rétt handan þekjufrumna lungnanna. Því er mikilvægt að varnirnar þar séu í lagi.

Þessar varnir voru viðfangsefni Skarphéðinn Halldórssonar líffræðings, sem nú á föstudaginn ver doktorsritgerð um frumulíkan af vörnum og starfsemi lungnaþekju ( ”Modelling bronchial epithelial defense mechanisms”).

Fyrirlesturinn verður föstudaginn 19 mars, í sal 132, Öskju og hefst klukkan 13:00.

Úr ágripi:

Lungnaþekjan gegnir hlutverki fremstu varnarlínu gegn sýkingum í öndunarfærum. Samheldni hennar varnar örverum aðgengi að innviðum líkamans á meðan seyttir þættir á borð við örverudrepandi peptíð hindra vöxt og viðgang sýkla á yfirborði hennar. Með lyfjagjöf má hafa áhrif á varnarmátt lungnaþekjunnar, hvort heldur sem er samheldni hennar eða seytingu örverudrepandi þátta. Eins geta sýkingar eða aðrir sjúkdómar raskað náttúrulegu jafnvægi lungnaþekjunnar og veikt varnarmátt hennar. Frumulíkön af heilbrigðri lungnaþekju geta verið gagnleg áhöld til rannsóknar á varnarhlutverki þekjunnar og samspili hennar við örverur eða lyf.

Í þessu verkefni var berkjufrumulína sem sérhæfist í bifhærða lungnaþekju skilgreind og notuð til áframhaldandi rannsókna. Sýnt var fram á að bakterían Pseudomonas aeruginosa sem veldur illvígum lungnasýkingum í ónæmisskertum einstaklingum seytir sértækum sýkingarþáttum sem riðla samheldni þekjunnar.

Myndina tók Skarphéðinn og lánaði okkur góðfúslega til kynningarstarfs.

Stjörnur á hvolfi

Félagi Sævar er í Suður-afríku þessa dagana.

Hann birti pistil um ævintýri sín á stjörnufræðivefnum Í Höfðaborg í Suður Afríku er Óríon á hvolfi

Þar er meira að segja mynd af honum í Darwinbol, ásamt nokkrum ungum stjörnuáhugamönnum.

Líffræðinemar í HÍ létu útbúa Darwin boli í úrvali sem hluta af fjármögnun nemendafélagsins.

Hvatvísir rapparar bera orkuríka ávexti

Fyrir ári settum við inn pistil um Genastjórn undir hettu sem fjallaði mjög lauslega um leyndarmál genastjórnunar.

Aðalpunkturinn var myndband sem tveir nemendur í USA höfðu sett saman um genastjórn regulatin genes

Nýjasta lag þeirra félaga er Oxidate It Or Love It / Electron to the Next One sem fjallar um loftfirrða öndun, sítrónsýruhringinn og rafeindaflutningskeðjuna.

Nýverið flöskuðu tvö lið í Gettu betur á spurningunni um það hvaða fjórir basar mynda DNA. Þau hefðu betur horft á blame it on the DNA, eða lært heima! Rétt svar er A, C, G, T (nánar á vísindavefnum).

Að hugsa með höndunum

Rithönd mín er með þeim hroðalegri, en engu að síður vil ég trúa því að það sé fólki gott að rita á blað. Því miður get ég ekki rökstutt þá afstöðu mína með fræðilegum rökum.

Nokkur atriði koma samt upp í hugann. Í fyrsta lagi eru hendur mannfólks eru mjög merkilegir líkamshlutar. Hjá ferfættum ættingjum okkar er framfætur að mestu notaðir til göngu, undantekningar væru t.d. kengúrur og ísbirnir sem beita þeim sem vopnum eða moldvörpur sem brúka þær til graftrar.

Eftir að forfeður okkar losuðu um tak framlimanna á jörðinni fóru þær að nýtast þeim til margra annara hluta, klifurs, burðar, feldhreinsunar og snertingar. Í kjölfarið þróaðist hönd, sem er eitt fjölhæfasta verkfærið jörðinni.

Ég verð að viðurkenna að ég er enginn taugasérfræðingur en samkvæmt vefsíðu Eric H. Chudler við Washington Háskóla - Brain Facts and Figures eru þó nokkrar taugar í höndinni.

Number of tactile receptors in the hand = 17,000
Density of receptors on finger tips = 2,500 per cm²
Density of Meissner's corpuscles on finger tips = 1,500 per cm²
Density of Ruffini's corpuscles on finger tips = 75 per cm²

Þroskun hreyfigetu og skynjunar er tengd æfingu og notkun. Mig grunar að heili þeirra sem nota hendurnar á margvíslegan hátt þroskist betur/hraðar en ella, en hef ekkert fyrir mér í því nema hugboð.

Í öðru lagi eru skrif afleiðing mjög sérstaks samstarfs handar og hugar. Blessaður kollurinn þarf að setja saman setningu og höndin að setja hana á blað. Hvorutveggja er vandaverk.

Sem kennari finnst mér bera meira á því að fólk eigi í erfiðleikum með það að setja saman almennilegan texta, bæði í styttri svörum og sérstaklega í því sem eiga að heita ritgerðir á prófum. Eitt af því mikilvægasta sem nemendur eiga læra í skólum er að miðla af þekkingu sinni og nýjum hugmyndum á sem skýrastan hátt.* Ég hvet alla námsmenn til að leggja metnað í sín skrif, og endilega að æfa sig með því að skrifa pistla, smásögur, sendibréf og jafnvel blogg. Lesið ritgerðir annarra og leiðréttið, og fáið aðra til að lesa ritgerðirnar ykkar!

Í þriðja lagi. Auðvitað getur fólk skrifað góðar ritgerðir, bækur og pistla án þess að hafa lag á penna. En hví vill ég að fólk haldi í pennann? Mér finnst of margir veigra sér við því að tjá hugsanir með myndum. Myndir segja meira en þúsund orð, er tugga með heilmikið sannleiksgildi. Í minni vinnu er augljóst að heilmikil heilabrot sparast með því að teikna mynd. Til að lýsa starfsemi hjartans og mismunandi hluta þess þarf heila síðu í bók, en einföld mynd nær því fyllilega og meiru til.

Myndræn líkön eru frábær tæki til miðlunar, og því finnst mér mikilvægt að fólk rækti samband sitt við blaðið og blýantinn.

Ætli það sé ekki mitt síðasta hálmstrá. Góðar stundir.

Mynd af vefnum http://www.aurorahealthcare.org.

Skyldur pistill: Að tigna forheimskuna

* Ætli þessi bloggsíða sé ekki tilraun mín til að þjálfa þessa eiginleika hjá sjálfum mér, sem sagt, skotleyfi hefur verið veitt.

Rithöndin á undanhaldi

Lúxus eða erfðafræði framtíðarinnar

Fyrsta útgáfa af erfðamengi mannsins var kynnt 26 júní árið 2000 (umfjöllun í Slate). Raðgreiningin var meiriháttar verkefni, nokkurs konar geimferðaáætlun í líffræði, og byggðist á samstarfi þúsunda vísindamanna í mörgum þjóðlöndum.

Erfðamengið hefur auðveldað erfðafræðingum leitina að stökkbreytingum sem hafa áhrif á arfgenga sjúkdóma, en samt sem áður getum við ekki útskýrt nema hluta af arfgengisins. Ástæðan er sú að Lögmál erfðafræðinnar setja rannsóknum okkar vissar skorður.

Það er auðvelt að finna gen með sterk áhrif, í hárri tíðni og sem eru ónæm fyrir  umhverfisþáttum. Slík gen eða stökkbreytingar eru ákaflega fátíðar, flest gen hafa veik áhrif, eru fátíðar eða hafa einungis áhrif undir tilteknum kringumstæðum (sem geta verið umhverfisþættir eða önnur gen).

Nú 10 árum síðar er erfðamengjabyltingin að komast á næsta stig. Á síðustu árum hafa erfðamengi 7 einstaklinga verið raðgreind, misjafnlega ítarlega. Sumir einstaklinganna sem létu raðgreina sig voru auðugir kaupsýslumenn. Þegar maður á þotur, kastala og fullt búr af nashyrningum, þarf maður greinilega að finna sér eitthvað meira spennandi að kaupa. Raðgreining á erfðamengi einstaklinga er lúxus.

Öll þessi erfðamengi hafa verið úr stökum einstaklingum, engar upplýsingar eru um foreldra eða afkvæmi. Erfðafræðin byggir á því að mismunandi einstaklingar hafa ólík afbrigði gena, og að genin hafi áhrif á eiginleika afkomenda þeirra. Næsta skref var að raðgreina skylda einstaklinga.

Raðgreining einstaklinga með erfðasjúkdóm

Í vikunni komu út tvær greinar um raðgreiningu á öllu erfðamengi einstaklinga með fágæta erfðasjúkdóma.

Jared C. Roach og félagar raðgreindu tvö börn með Miller heilkennið og foreldra þeirra. Miller heilkennið er víkjandi erfðasjúkdómur sem veldur röskun á þroskun framhluta höfuðkúpu; kinnbein, gómur og kjálkabein þroskast ekki fyllilega. Niðurstaðan var sú að 4 4 gen voru bendlað við sjúkdómin (af þeim 25000 sem finnast í erfðamenginu). Ekki er vitað hvert þeirra skiptir mestu máli eða hvort eitthvað samspil sé í gangi.

Richard A. Gibbs við Baylor College of Medicine og félagar, voru svo góðir í sér að raðgreina erfðamengi góðkunningja síns Dr. James R. Lupski (sem er reyndar einnig erfðafræðingur), sem þjáist af taugasjúkdómi (Charcot-Marie-Tooth neuropathy). Sjúkdómurinn veldur rýrnun á taugum og vöðvum, fyrst í fótum (sem leiðir til breytts göngulags og tíðra kolldýfa) en síðar í efri hluta líkamans.

Í ljós kom að Dr. Lupski var með tvær alvarlegar stökkbreytingar í geninu SH3TC2. Aðra hafði hann erft frá móður sinni og hina frá föður. Erfðamengi Dr Lupski eitt og sér dugði ekki til að staðfesta þetta (ein mæling dugar stutt)! Þar sem 3 systkyni hans þjást af sama sjúkdómi og eru öll með sömu arfgerð (og 4 einkennalaus systkyni eru arfblendin um aðra hvora gerðina), er nokkuð líklegt að þetta sé genið sem skiptir mestu máli.

Hvert er notagildi þessara aðferða?

Í báðum þessum tilfellum var um að ræða erfðaþætti með sterk áhrif, sem erfast sterklega í ákveðnum fjölskyldum. Líklegast er að stökkbreytingin sé ný, og kannsi einstök fyrir hverja fjölskyldu. Slík tilfelli á endilega að greina með þessari aðferð.

Mér er það til efs að hægt verði að beita aðferðinni á algenga sjúkdómar sem ekki sýna sterkt mynstur í ættartrjám.

Einnig er kostnaðurinn umtalsverður, $25.000-$50.000 á hvert erfðamengi. Stefnt er á bæta tæknina þannig að hægt verði að raðgreina erfðmengi fyrir $1000. Það væri vissulega til bóta, en er samt dýrt.

Gen og lyf

Ég vil skerpa á þeirri staðreynd í lokin að þó að aukin þekking á erfðum sjúkdóma sé vissulega til bóta, er alls ekki víst að erfðagreining leiði til þróunar lyfs eða meðferðar. Margir sjúkdómar sem við þekkjum vel, bæði einkenni og erfðir, eru þess eðlis að við getum í besta falli veitt líknandi meðferð.

Hið gleymda lögmál liffræðinnar er að allar lífverur deyja. Það er staðreynd sem er ágætt að hafa bak við eyrað, allavega fram að andláti.

Ítarefni:

Family of four gets their genomes sequenced eftir John Timmer á arstechnica.com

Disease Cause Is Pinpointed With Genome eftir Nicholas Wade í New York Times

James R. Lupsk o.fl. iWhole-Genome Sequencing in a Patient with Charcot–Marie–Tooth Neuropathy Published at www.nejm.org March 10, 2010 (10.1056/NEJMoa0908094

Jared C. Roach o.fl. Analysis of Genetic Inheritance in a Family Quartet by Whole-Genome Sequencing Science DOI: 10.1126/science.1186802

Hvað er í hakki?

Spurningin "hvað er í nautahakki" skiptir neytandann miklu máli.

Því var fleygt að nautahakk sé "betrumbætt" með kjöti úr öðrum dýrum (svínum og hestum). Það er í sjálfu sér ekkert slæmt, nema hvað það má ekki ljúga að neytendum (selja þeim naut sem er í raun hestur).

Skýrsla matís sýnir að leifar af kinda, svína og hrosshakki finnst í nokkrum af þeim 8 sýnum sem rannsökuð voru. Í rannsókninni var beitt sameindalíffræðilegum aðferðum, mögnun á DNA með PCR. Niðurstöðurnar eru sýndar í töfluformi (+) ef DNA úr hinum tegundunum greindist, (-) ef ekkert fannst. Ekki eru settar fram upplýsingar um hlutfallslegt magn kjöttegunda, en þess getið að aðferðirnar geti greint kjöti í snefilmagni. Síðan er ályktað að hinar kjöttegundirnar hljóti að vera í snefilmagni. Það þarf líklega að rýna í frumgögnin til að meta þessa ályktun almennilega.

Sá skýrslu:

Kjöttegundir Gerðar voru mælingar sem gera kleift að finna hvaða kjöttegundir eru til staðar. Leitað var að eftirtöldum kjöttegundum: kindakjöt, svínakjöt, hrossakjöt og nautgripakjöt. Með því að greina einnig nautgripakjöt var mögulegt að bera saman svörun fyrir nautgripakjötið og hinar kjöttegundirnar og fá þannig hlutfallslegt mat á magn íblandaðs kjöts.

Tafla 7. Niðurstöður greininga á kjöttegundum í nautahakki. Snefill er táknaður með + en – táknar að ekkert hafi greinst.
Sýni Heiti vöru Kindakjöt Svínakjöt Hrossakjöt
1 Ungnautahakk 10-12% fita - + -
2 Ungnautahakk með refjum + + -
3 Nautaveisluhakk + + +
4 Ungnautahakk + + +
5 Nautahakk + + -
6 Nautahakk + + +
7 Hakk + + +
8 Ungnautahakk + + +

Greiningar voru gerðar á sýnum 1 til 8. Niðurstaðan var sú að aðrar kjöttegundir en nautgripakjöt fundust aðeins í snefilmagni. Því er hægt að draga þá ályktun að öðrum kjöttegundum hafi ekki verið blandað í umrædd sýni. Snefilmagn annarra kjöttegunda má skýra með snertingu nautahakksins við yfirborð sem aðrar kjöttegundir hafa verið á. Mæliaðferðin er mjög næm og getur greint magn annarrar kjöttegundar sem er aðeins 0,001% af nautahakkinu. Niðurstöður fyrir einstök sýni eru í töflu 7.

Tilvitnun í skýrslu var bætt við 12 mars 2010 kl 14:41 - feitletrun mín.

Annar ljóður á þessari skýrslu er að engin tölfræðipróf voru gerð á gögnunum. Samt álykta þeir að það sé of mikið af fitu í 2 sýnum. Slík staðhæfing þarf stuðnings tölfræðiprófs.

Mér fannst reyndar einnig fróðlegt að sjá að í 100 g af hakki eru milli 0,6 og 1 g af ösku (í fjórumgerðum hakks- sjá töflu 5 í skýrslu).

Yfirlýsing um mögulega hagsmunaárekstra:

Tveir frændur mínir selja nautakjöt beint til neytanda og geta vottað að það er ekki "betrumbætt". Ég hef keypt af þeim kjöt, á kostnaðarverði, en ekki þegið gjafir eða þóknanir frá þeim.

Vatnsbætt nautahakk

Óþægilegar staðreyndir um háskólamál

Hörður Filipusson, prófessor í lífefnafræði við HÍ, skrifaði grein í Fréttablaðið (birt 8 mars 2010), undir fyrirsögninni "Háskólakerfi í kreppu".

Þar leggur hann út frá fyrirhuguðum 25% niðurskurði til Háskólastigsins á Íslandi.

Spurningarnar sem hann setur fram og ræðir eru

Hvað þarf marga háskóla á Íslandi?

Á að sameina ríkisháskólana?

Hvað þarf mörg háskólapláss á Íslandi?

Ályktun Harðar er þessi:

Verði 25% skorin af fjárveitingum til háskóla hlýtur annað hvort undan að láta, magn eða gæði. Flatur niðurskurður rýrir gæði menntunar í öllum skólum og er því óviðunandi lausn. Óhjákvæmilegt verður fyrir ríkið að fækka nemendaplássum og skólum en jafnframt þarf að viðhalda kjarnastarfsemi ríkisháskólanna. Í þeim er að finna frjómagn framtíðaruppbyggingar Íslands.

Það er mikilvægt að stjórnendur og starfsmenn Háskólanna skipuleggi þennan niðurskurð, en sitji ekki stjarfir og bíði fallaxarinnar (eins og dádýr í geisla aðvífandi flutningabíls).

Mikilvægustu markmið háskóla eru kennsla og rannsóknir. Fyrsta krafan hlýtur að vera að vernda þessa kjarnastarfsemi. Ef skera á 20% í kennslu þá á að skera 40% af stjórnsýslu.

Einnig er mikilvægt að nemendur og nemendafélög berjist fyrir gæðum síns náms, en séu ekki bara að eltast við bílastæðagjöld eða aðra smáhagsmunagæslu. Nemendur í háskólum ættu að hafa meiri áhuga á því að útskrifast með gott próf, en hvort þeir hafi efni á 6 eða 10 kippum af bjór þann mánuðinn.

Óslitið tré lífsins

Það er mikill misskilningur að einhverjir hlekkir séu týndir úr lífsins tré. Og að fyrst að slíka hlekki vanti, þá sé þróunarkenningin á einhvern hátt afsönnuð.

Charles Darwin og Alfred Wallace bentu á hvernig náttúrulegt val getur útskýrt aðlögun lífvera að umhverfi sínu, og hvernig sumir eiginleikar þeirra geta breyst hratt á meðan aðrir standa í stað.

Mishröð þróun

Mishröð þróun líkamshluta sést í núlifandi tegundum, allar finkutegundirnar á Galapagos eru með sama upplag, nema hvað goggurinn er mjög mismunandi á milli þeirra. 

Meðal mannapa var hröð þróun á höfuðkúpu, mjaðmagrind og fótleggjum, á meðan aðrir eiginleikar þróuðust hægar. Mismunandi hlutar höfuðkúpunar þróast líka að hluta til sjálfstætt, þróun tanngarðsins fylgir ekki fullkomlega þróun hnakkans.

(af umræðusíðu Richard Dawkins).

Steingervingar eru sjaldgæfir

Það er mjög sjaldgæft að finna steingerðar leifar lífvera í jarðlögum. Þar sem myndun nýrra tegunda er sjaldgæfur atburður, er ennþá ólíklegra að finna akkúrat steingervinga af einhverri tegund sem væri  síðasti sameiginlegi forfaðir apa og simpansa (við skulum gera okkur grein fyrir að gagnrýnendur þróunarkenningarinnar hafa mestan áhuga á uppruna mannsins, og er nokkuð sama um síðasta sameiginlega forföður breiðnefs og kengúru).

Milliform eða skyldartegundir eru allgengastar

Það sem er allgengast að finna eru milliform eða skyldar tegundir. Þetta á við um ættartré okkar sem annara lífvera. (Úr fyrri pistli okkar um Idu - Hlekkur í ættarrunnanum).

Fæstir af þeim steingerðu mannöpum sem fundist hafa eru beinir forfeður  okkar, þeir eru lang flestir ættingar af hliðargreinum þróunartrésins.

Þetta sést best þegar við skoðum ættartré mannsins. Við vitum hvenær einstakir manntegundir voru uppi (því við finnum bein úr þeim í ákveðnum jarðlögum) en við vitum ekki alltaf hver er skyldastur hverjum (af því að við finnum ekki nóg af beinum, eða sömu bein úr þeim öllum!). Þetta sést vel á mynd frá Open University í Stóra bretlandi af ættartré mannapa.

Þróunarfræðingar eru ekki vissir um skyldleika sumra tegundanna (auðkennt með punktalínu og spurningamerki).

Þó einhver óvissa ríki um skyldleika einstakra tegunda, er kenning Darwins ekki fallin.

Það þýðir eingöngu að okkur vanti meiri gögn. 

Þetta má útskýra með dæmi. Ef einhver einstaklingur er veikur af sjúkdómi og læknar ná ekki að skilgreina hver sjúkdómurinn er eða hvað veldur honum, þá hlaupum við ekki til og höfnum læknavísindunum í heild sinni (og ályktum að yfirnátturulegar verur ákveði hverjir verði veikir og hverjir frískir!).

Nánar um Idu.

Ida er merkileg vegna þess að beinagrindin er mjög heilleg. Algengast er að finna bara örfá bein úr  hverri lífveru (þig getið ímyndað ykkur, lífvera með 150 bein kraminn undir sandi, síðan líða 45.000.000 ár og allir kraftar jarðfræðinnar veðra leifarnar og dreifa þeim).

Hún er vitanlega forvitnilegur steingervingur og sannarlega tilheyrir hún hópi apa. En það sem nýja greinin í Journal of Human evolution heldur fram er að hún sé ekki týndur hlekkur.

Hluti af vandamálinu er það að vísindamennirnir sem rannsökuðu Idu gerðu það af mikilli leynd, og lögðu mikla áherslu á kynningarátak samfara útgáfu greinarinnar. Vefsíðan www.revealingthelink.com/ er afskaplega flott, en er það hlutverk vísindamanna að standa í viðamiklu kynningarstarfi? Kynningarátakið byggðist á hugmyndinni um "the missing link", og gerði ekki nægilega mikið úr þeim erfiðu verkefnum sem steingervingafræðingar og þróunarfræðingar takast á við.

Það hefur dáldið loða við að steingervingafræðingar sem rannsaka leifar manntegunda, mannapa og skyldra tegunda sitji einir að beinunum og leyfi öðrum ekki að skoða þau. Í tilfelli Idu fengu aðrir fræðingar beinagrindina loks til skoðunar og komust að þeirri niðurstöðu að Ida væri úr skyldum hópi lífvera, en ekki við rót apatrésins.

Hún er ekki týndur hlekkur, en svo sannarlega frænka vor. Ég vill leggja áherslu á þetta í lokin:

Hugtakið týndir hlekkir er samt misvísandi því það gefur í skyn að ef hlekkurinn finnist ekki sé keðjan rofin. Þótt okkur vanti nokkrar tegundir eða milli stig inn í þróunartréð kollvarpar það ekki hugmynd Darwins um að allar lífverur á jörðinni séu af einum meiði. Ekki frekar en að vanþekking okkar á því sem gerðist í 14-2 leiknum kollvarpar þeirri staðreynd að Danir rasskelltu okkur. [úr pistlinum Halló frændi]

Viðbót: 12:10 5 mars.

Ef þið haldið að áherslan á rökvillur sköpunarsinna sé óþörf, þá bendi ég ykkur á dæmigerðan útúrsnúning hjá Mófa. Þar velur hann úr þær setningar úr fréttinni sem henta hans trúarsannfæringu og slær sitt klassíska vindhögg. 

Ítarefni:

Confirmed: Fossil Ida is not a human ancestor

Skyld umfjöllun, um þróun skjaldbaka (Skjöldur fyrir gat í þróunarsögunni). 

Ida ekki týndi hlekkurinn

Milliform eða týndir hlekkir

Charles Darwin sýndi fram á hvernig náttúrulegt val getur útskýrt aðskilnað og uppruna tegunda. Hann kenndi okkur að flokkun lífvera í hópa, fjölskyldur og fylkingar, er eðlileg afleiðing þess að allar lífverur á jörðinni mynda eitt risastórt þróunartré.

Kirkjunarmenn nítjándu aldar áttu erfitt með að sætta sig við það að uppruni tegundanna (og þar með mannsins) væri ekki lengur á ábyrgð guðlegrar veru. Æ síðan hafa svoleiðis þenkjandi fólk haldið uppi veikburða gagnrýni á þróunarkenninguna, og oft vísað til þess að einhverjir hlekki vanti í keðju lífsins.

Þau rök eru léleg, því þannig er því óþekkta leyft að trompa þekkinguna. Samkvæmt þessum rökum eru menn ekki allir af sömu tegund, fyrst við vitum ekki um eiginleika og afdrif allra forfeðra núlifandi manna. Þetta er auðvitað firra.

Það er augljóst að menn eru ein tegund, og af öllum þeim tegundum sem finnast í jörðinni eru simpansar okkur náskyldastir. Þetta er staðfest bæði með samanburði á beinum og erfðaefni tegundanna.

Uppruni hvítabjarna hefur verið á huldu og sumir hafa álitið að þeir hafi aðskilist fyrir um 400 þús árum. Fundur gamals kjálkabeins úr ísbirni á Svalbarða gaf tækifæri á að leysa þessa gátu (við höfum áður fjallað um þennan fund - Ísbirnir og pöndur að fornu og nýju).

Ísbirnir (Ursus maritimus) eru tilheyra ættkvísl bjarndýra. Þeir eru sannarlega sérstakir að mörgu leyti, aðlagaðir heimskautalífi. Flestar aðrar bjarnartegundir lifa svipuðu lífi, nema kannski pandabirnir sem lifa eingöngu á bambus.

Ólafur Ingólfsson jarðfræðingur fann 110-130 þúsund ára gamalt kjálkabein (sjá mynd) af ísbirni á Svalbarða. Miðað við lífshætti ísbjarna er álitið frekar fátítt að bein þeirra varðveitist. Flestir bera beinin á ís eða sundi, og þá eru minni líkur á að leifar þeirra leggist í set/sand sem varðveitir beinin.

Greinin sem lýsti beininu og aldursgreiningunni kom út á síðasta ári (Late Pleistocene fossil find in Svalbard: the oldest remains of a polar bear (Ursus maritimus Phipps, 1744) ever discovered - Ingólfsson og Wiig - Polar research 2009).

Nýbirt rannsókn Ólafs Ingólfssonar og samstarfsmanna (í PNAS) miðaði að því að skoða uppruna ísbjarna. Beinið er mjög áþekkt þeim sem finnast í núlifandi ísbjörnum. Hópurinn raðgreindi erfðaefni úr beininu frá Poolepynten á Svalbarða og bar saman við birni frá Alaska og Asíu. Skoðað var allt erfðamengi hvatbera úr beininu frá Svalbarða og til viðmiðunar erfðaefni 6 annara einstaklinga (3 ísbjarna og 3 bjarna frá Alaska og nálægum svæðum).

Niðurstöðurnar eru afgerandi, ísbjörninn frá Poolepynten er náskyldastur brúnbjörnum frá ABC eyjunum í Alaska(mynd úr greininni í PNAS). Það er augljóst að ísbirnir hafi orðið til t.t.l. nýlega, og einnig að höfuðkúpa þeirra hafi þróast mjög hratt (þar sem beinið frá Poolepynten er mjög áþekkt þeim sem finnast í núlifandi ísbjörnum, og isótópagreining bendir til þess að Poolepynten björnin hafi neyt svipaðrar fæðu og ísbirnir nútímans).

Ísbjörninn frá Svalbarða er því dæmigert milliform, sem staðfestir (í kannski milljónasta skipti) þróunarkenningu Darwins.

Ítarefni:

Lindqvist, C. Schuster, S.C. Sun, Y. Talbot, S.L. Qi, J. Ratan,A. Tomsho, L.P.
Kasson, L. Zeyl, E. Aars, J. Miller,W. Ingólfsson,Ó. Bachmann,L. and Wiig, Ø. Complete mitochondrial genome of a Pleistocene jawbone unveils the origin of polar bear PNASpublished online before print March 1, 2010, doi:10.1073/pnas.0914266107

Jonathan Leake  Polar bear is a ‘new’ species Times February 28, 2010

Ísbirnir ung dýrategund

Morgan og hvíta genið

Nú í janúar voru 100 liðin frá því Thomas Hunt Morgan (mynd - af wikimedia commons) fann hvíta genið í ávaxtaflugunni.*

En hvað fékk virtan þroskunar og dýrafræðing til að leggja þann feril á hilluna og fara að eltast við gen?

Melvin Green veltir þessari spurningu fyrir sér í nýlegri grein í Genetics. Morgan var alls ekki sannfærður um gagnsemi hinnar nýju erfðafræði samanber orð hans á þingi árið 1909:

In the modern interpretation of Mendelism, facts are being transformed into factors at a rapid rate. If one factor will not explain the facts, then two are invoked; if two prove insufficient, three will sometimes work out. The superior jugglery sometimes necessary to account for results may blind us, if taken too naively, to the common-place that results are so excellently ‘explained’ because the explanation was invented to explain them etc.

Í stuttu máli þá bjuggu Mendelistarnir til sífellt flóknari og flóknari skýringar á fyrirbærum erfða?

Green færir rök fyrir því að efasemdir Morgans á niðurstöðum Mendelistanna hafi orðið kveikjan að rannsóknum hans í erfðafræði.

En gerði Morgan og hvað fann hann? Úr grein hans í Science frá 1910:

IN a pedigree culture of Drosophila, which had been running for a considerable number of generations, a male appeared with white eyes. The normal flies have brilliant red eyes.

Með öðrum orðum, hann hafði sett upp hreinræktaðan stofn ávaxtaflugna (Drosophila melanogaster), sem var algengt meðal erfðafræðinga.** Í þessum stofni flugna sem eru venjulega með skærrauð augu birtist allt í einu fluga með hvít augu.

Genið hlaut nafnið white, þar sem arfhreinir einstaklingar reyndust vera með hvít augu. Nafnið er vitanlega misvísandi, þar sem seinnitíma rannsóknir sýna að genið stuðlar að því að rauður litur komist til augnanna. Annars eru nöfn gena í ávaxtaflugum oft ærið skrautleg (sjá t.d, nafnið á bakvið genið).

Í ljós kom að white er kynbundið, og fylgdi kynlitningum. Flugur eru eins og menn, að því leyti að karldýrin eru arfblendin um kynlitningana en kvenndýrin arfhrein um annan litninginn (oftast kallaður X). white er á X litningi flugunnar, sem þýðir að karldýr geta bara fengið stökkbreytinguna frá móður sinni (frá föðurnum fá þeir Y - litninginn). Þetta sést á hægri hluta myndarinnar hér að ofan, þar sem arfblendin kvenfluga (stærri- vinstra megin) eignast syni með hvít augu.

Hvíta stökkbreytingin er víkjandi og sést bara í einstaklingum sem eru arfhreinir (homozygous) eða arfstakir (hemizygous).

Morgan byggði upp á nokkrum árum frábæran hóp vísindamanna, sem leiddi til margvíslegra framfara í erfðafræði (fyrsta genakortið, rannsóknir á litni, og síðar þroskun og atferli). Ljómandi lýsingu á fyrstu árum fluguhópsins má finna í bók Robert Kohler, Lords of the flies. Rætt verður ítarlegar um einkenni flugufólksins síðar.

*Það er reyndar ekki fyllilega staðfest hvenær ársins Morgan fann genið. Hann fann eitt gen í janúar og annað í maí, en greinin sem lýsir white kom út í júlí. Green ræðir þetta í grein sinn frá 1996 

**Hreinræktaðir stofnar og ítarlegt bókhald yfir eiginleika allra einstaklinga og afkomenda þeirra var lykil Mendels að fyrstu tveimur lögmálum erfða.  

Green, M.M. 2010: A Century of Drosophila Genetics Through the Prism of the white Gene  Genetics, Vol. 184, 3-7, January 2010, Copyright © 2010 doi:10.1534/genetics.109.110015

Aðrir pistlar um ávaxtaflugur

Til hamingju SRF, Frétt um rannsóknir á litfrumum,  Óhæfur frambjóðandi