Leyndardómar gena, baktería og uppruna lífs

Leyndardómar gena, baktería og uppruna lífs

Rannsóknir á erfðum, frumum og lífefnum gátu af sér sameindaerfðafræðina á fyrstu áratugum síðustu aldar. Á þeim árum nam Guðmundur Eggertsson í Kaupmannahöfn og kynntist rannsóknum sem lögðu grunninn að sameindaerfðafræðinni. Rannsóknir Guðmundar snerust um gen baktería og kerfin sem þýða erfðatáknmálið, og síðar um erfðir hitakærra baktería. Í nýlegu ritgerðasafni, Ráðgáta lífsins, fjallar Guðmundur um nokkur lykilatriði sameindaerfðafræðinnar og tilgátur og rannsóknir á uppruna lífsins.

(Við rituðum stutta rýni um nýlega bók Guðmundar Eggertssonar, Ráðgáta lífsins, sem Bjartur gaf út 2014. Greinarstúfurinn kom út í Náttúrufræðingnum nú í desember og hefst svo.)

Bókin er tvískipt. Í fyrstu fjórum þáttunum rekur Guðmundur sögu erfðafræðinnar, kynnir hugmyndir um genið, segir frá erfðum baktería og veira þeirra og útskýrir loks líkanið um byggingu erfðaefnisins DNA. Síðan eru hugmyndir og tilraunir tengdar uppruna lífsins raktar í þremur þáttum. Umræðan um uppruna lífs sprettur náttúrulega úr sameindaerfðafræðinni og er samofin grunnatriðum hennar, enda þurfa tilgáturnar að skýra tilurð gena, prótína og kerfa frumunnar. Í lokin dregur Guðmundur efnið saman og tekst á við ráðgátur lífsins.

Leyndardómar gena og sameindaerfðafræði
Rétt eins og erfðaefnið er byggt upp af tveimur samofnum þáttum eru rætur sameindaerfðafræði aðskildar en samtvinnaðar, úr örverufræði, erfðafræði, lífefnafræði og tilraunalíffræði. Viðfangsefni sameindaerfðafræði eru fjölbreytt. Hún ber upp spurningar á borð við: Hvernig virkar fruman, hvað er gen, hvernig hafa gen og breytingar í þeim áhrif á svipfar, hvernig verða stökkbreytingar og hví hafa ólíkar breytingar í geni missterk áhrif? Vísindamenn með bakgrunn í ólíkum fræðum, jafnvel eðlisfræðingar og læknar, tókust á við stórar spurningar og hjálpuðust að við að svara þeim. Framfarir í rannsóknum á byggingu gensins urðu fyrir tilstuðlan vísindamanna á sviði bakteríuerfðafræði, en þegar þá rak í strand nýttust niðurstöður fengnar með öðrum aðferðum, svo sem lífefnafræði. Guðmundur lýsir þessu í samantekt kaflans um bakteríuveirur.

Það er líka ástæða til að benda á að margar af tilraunum bakteríuveiruskólans voru með sérstökum glæsibrag. Flestar snertu þær erfðir veiranna. Lífefnafræðin var lengi vel sniðgengin en þrátt fyrir það fengust skýrar niðurstöður sem hlutu þegar fram liðu stundir að höfða til lífefnafræðinga og beinlínis kalla á afskipti þeirra. Þannig urðu rannsóknir á hinum örsmáu bakteríuveirum einn helsti hvati þess samruna erfðafræðilegra og lífefnafræðilegra rannsókna sem gengið hafa undir nafninu sameindalíffræði. (68)

Í fyrsta kafla bókarinnar er kynnt genið og eðli erfða. Hvernig flytjast eiginleikar frá foreldrum til afkvæma? Hvers vegna eru afkvæmi stundum stærri eða rauðhærðari en foreldrarnir? Tilraunir Gregors Mendels (1822–1884) og fyrstu erfðafræðinganna sýndu að einhverjar eindir fluttust frá foreldrum til afkvæma. En úr hverju voru erfðaeindirnar sem Wilhelm Johannsen (1857–1927) kallaði gen? Það reyndist erfitt að finna byggingarefni gensins og enn í dag er erfitt að rannsaka virkni þeirra. Í öðrum og þriðja kafla bókarinnar rekur Guðmundur sögu rannsókna á erfðum baktería og veira þeirra. Grundvallarlögmál erfða  afhjúpuðust með rannsóknum á plöntum og dýrum. …

Áhrif stað- og svæðisbundinna mótunarþátta á tegundafjölbreytni plantna í túndrulandslagi

Mánudaginn 21. desember ver Martin A. Mörsdorf doktorsritgerð sína í líffræði við Líf- og umhverfisvísindadeild Háskóla Íslands. Ritgerðin ber heitið: Áhrif stað- og svæðisbundinna mótunarþátta á tegundafjölbreytni plantna í túndrulandslagi (Effects of local and regional drivers on plant diversity within tundra landscapes).

Hvenær hefst þessi viðburður: 

21. desember 2015 - 14:00

Staðsetning viðburðar: 

Askja

Nánari staðsetning: 

Stofa 132

Andmælendur eru dr. Martin Zobel, prófessor í plöntuvistfræði og yfirmaður Rannsóknastofu um plöntuvistfræði í Tartu, Eistlandi, og dr. Gunnar Austrheim, prófessor við Náttúruminjastofnun NTNU í Þrándheimi, Noregi. Um er að ræða sameiginlega doktorsgráðu við Háskóla Íslands og Háskólann í Tromsø.

Leiðbeinandi var Ingibjörg Svala Jónsdóttir, prófessor við Líf- og umhverfisvísindadeild Háskóla Íslands. Einnig sátu í doktorsnefnd dr. Kari Anne Bråthen, dósent við Heimskauta- og sjávarlíffræðideild Háskólans í Tromsø, dr. Þóra Ellen Þórhallsdóttir, prófessor við Líf- og umhverfisvísindadeild Háskóla Íslands, dr. Virve T. Ravolainen, fræðimaður við Norwegian Polar Institute í Tromsø, og dr. Nigel G. Yoccoz, prófessor við Heimskauta- og sjávarlíffræðideild Háskólans í Tromsø.

Anna Dóra Sæþórsdóttir, dósent og varadeildarforseti Líf- og umhverfisvísindadeildar, stjórnar athöfninni.

Samkvæmt norskum reglum um doktorspróf mun Martin Mörsdorf flytja próffyrirlestur undir heitinu: Áhrif svæðisbundinna þátta á staðbundna fjölbreytni plantna: kenningar, nálgun og sannanir, kl. 10.00 sama dag í Öskju, stofu 131.

Ágrip af rannsókn

Tegundafjölbreytni innan plöntusamfélaga (alpha) í túndru endurspeglar staðbundna mótunarþætti svo sem framleiðni búsvæðisins og beit stórra grasbíta. Vísbendingar eru um að stórir grasbítar geti einnig haft áhrif á fjölbreytni milli samfélaga (beta). Áhrif staðbundnu þáttanna kunna einnig að ráðast að hluta af tegundaauðgi svæðanna en um það er lítið vitað. Markmið ritgerðarinnar var að greina hvernig staðbundnir og svæðisbundnir þættir móta tegundafjölbreytni æðplantna í túndru.

Áhersla var lögð á að skilgreina búsvæðaeiningar með ótvíræðum og gegnsæjum hætti þannig að sambærilegt úrtak fengist fyrir öll svæðin. Á Íslandi var alpha og beta fjölbreytni metin á nokkrum stærðarkvörðum sem réðust af landslagi og framleiðni búsvæða en einnig voru beitarfriðuð svæði borin saman við svæði með sauðfjárbeit. Sama nálgun var notuð á hliðstæðum svæðum í Noregi til að fá samanburð við meginlandssvæði með mun meiri tegundaauðgi en Ísland.

Fjölbreytni plantna á Íslandi var mjög mótuð af landslagi þar sem framleiðni búsvæða endurspeglaði landform (íhvolf/kúpt) og hæð yfir sjó. Niðurstöðurnar leiddu í ljós að landslag hefur mikil áhrif á fjölbreytni en þau eru samt háð því á hvaða stærðarkvarða matið er gert. Á Íslandi fannst enginn munur á milli beittra og nú beitarfriðaðra svæða sem sennilega skýrist af því hve langvinn beitaráhrifin eru. Landslag hafði hliðstæð áhrif á norsku svæðunum. Með samanburði milli landanna tveggja fengust í fyrsta skipti vísindalegar sannanir fyrir því að tegundaauðugt svæði (þ.e. tegundaauðugri flóra) geti magnað upp þau áhrif sem staðbundið landslag hefur á fjölbreytni. Rannsóknin staðfesti enn fremur hversu mikilvægt það er að vanda til undirbúnings gagnasöfnunar og skilgreina með skýrum hætti þær vistfræðilegu og rúmfræðilegu einingar sem vinnan grundvallast á.

 

Um doktorsefnið

Martin A. Mörsdorf fæddist 31. maí 1984 og eru foreldrar hans Gudrun og Michael Mörsdorf en þau reka bakarí í Primstal, Þýskalandi. Hann á tvær systur, Kathrinu og Juliu. Eftir grunnskólanám stundaði hann nám í náttúrufræðum við Háskólann í Trier og tengdist þá jafnframt Svissnesku ríkisstofnuninni í skóg- og landslagsrannsóknum (WSL) og útskrifaðist þaðan með háskólagráðu í náttúrufræðum í janúar 2011. Í maí 2011 hóf hann sameiginlegt doktorsnám við Háskóla Íslands og Háskólann í Tromsø (Norges arktiske universitet).