Er 1% munur á DNA manns og höfrungs?

Vísindavefurinn fékk eftirfarandi spurningu:  Er það rétt sem Dr. House segir í einum þætti að ef DNA okkar breytist um 1% þá verðum við höfrungar? Það féll í minn hlut að svara, sbr. málsgreinar hér að neðan.

Sjónvarpspersónan Dr. House segir eitthvað á þessa leið í einum þætti: "Ef DNA okkar breytist um 1% þá verðum við höfrungar". Þessi setning felur í sér þá hugmynd að menn og höfrungar séu eins að upplagi. Það er rétt, menn (homo sapiens) og höfrungar eru bæði spendýr með áþekka grunnbyggingu og líkamsstarfsemi.

Dr. House, eða nánar tiltekið handritshöfundar þáttanna, fara hins vegar frjálslega með nokkrar staðreyndir. Höfrungur er nefnilega samheiti fyrir tugi tegunda smárra hvala í fjölskyldunni (Delphinidae) sem skipa má í nokkrar ættir. Innan ættarinnar rúmast meira að segja háhyrningar (Orcinus orca) og fimm aðrar tegundir sem í daglegu tali kallast hvalir, enda eru þær mjög stórvaxnar.

Ættartré þessara tegunda hafa verið afhjúpuð með samanburði á DNA-röðum, bæði hvatbera og annarra gena. Niðurstöðurnar eru þær að sumar tegundir höfrunga eru mjög náskyldar, en aðrar, eins og árhöfrungar í Amasón, aðskildust fyrir meira en 20 milljón árum. Á svipuðum tíma var uppi síðasti sameiginlegi forfaðir manna og Rhesusapa. Gögnin sýna einnig að höfrungar og flóðhestar nútímans áttu sameiginlegan forföður fyrir um það bil 50 milljón árum. Aðrir náskyldustu ættingjar höfrunga eru klaufdýr, sem innihalda meðal annars kýr og kindur.

En hversu mikill munur er þá á erfðamengi manna og höfrunga? Munurinn milli manna og simpansa er um það bil 1%, þegar við einskorðum okkur við samanburð á þeim hlutum genanna sem mynda prótín. Aðrir hlutar erfðamengisins breytast hraðar og eru ólíkari milli tegunda. Einungis eitt erfðamengi höfrungs hefur verið raðgreint í heild, það er erfðamengi stökkuls (Tursiops truncatus), en unnið er að raðgreiningu nokkurra annara. Verkefnið 10K genomes miðar að því að raðgreina alls 10.000 hryggdýr.

Mismunurinn á genum manna og höfrunga er mun meiri en það 1% sem Dr. House var lagt í munn. Sum gen eru ólík um 3%, önnur 7% og enn önnur mun ólíkari. Að auki hafa gen líka tapast eða orðið til í þróunarsögu þessara tegunda. Hluti af erfðamengi okkar er af sama meiði og erfðamengi höfrunga, en við höfum einnig tapað nokkrum genum sem höfrungar bera ennþá í sér. Að sama skapi höldum við í nokkur gen sem þeir hafa tapað. Einfalt bókhald á erfðamengjum manns og simpansa sýnir að okkur áskotnuðust einnig nokkrir tugir gena á undangengnum 3-5 milljón árum. Algengast er að slíkt verði þegar eitt gen tvöfaldast, en einnig verða til gen við samruna tveggja gena og jafnvel framandi DNA-búta.

Rannsóknir á þróun höfrunga og annarra spendýra afhjúpa að auki undarlegt mynstur. Hraði þróunar (fjöldi basabreytinga) er mismikill á ólíkum greinum þróunartrésins. Mælingar sýna að meðal spendýra breytist hvatberalitningurinn um 1% á hverjum milljón árum. Það þýðir að einn af hverjum 100 bösum í DNA breytist á þessum tíma. Hvalir og höfrungar eru hins vegar með mun lægri þróunarhraða í hvatberanum, um 0,25% á hver milljón ár. Ástæðan er líklega hinn langi kynslóðatími hvala miðað við meðal spendýrið.

Heimildir og ítarefni:

• Xiong Y, Brandley MC, Xu S, Zhou K, Yang G. Seven new dolphin mitochondrial genomes and a time-calibrated phylogeny of whales. BMC Evol Biol. 2009 Jan 25;9:20.
• Vefsíða 10K genomes (10.000 erfðamengi) verkefnisins.
• Jón Már Halldórsson. Hvað getið þið sagt mér um höfrunga? Vísindavefurinn. 17.1.2005.
• Stökkull. Wikipedia. 

Athugasemdir

[Kristinn Pétursson, 13.12.2011 kl. 00:00]

Glætan!

Ástralskur vísindamaður sem lengi hefur stúderað hvali - komst að þeirri niðurstöðu s.l. sumar  - að  hvalir væru heimskari en gullfiskar og líka vitlausari en nautgripir = verr en nautheimskir 

Ég er ekki að sjá að höfrungar séu bara 1% frá því að taka þátt í umræðunni hér á blogginu...

[Arnar Pálsson, 13.12.2011 kl. 09:40]

Sæll Kristinn

Reyndar eru gullfiskar alls ekki vitlausir, þeim hefur verið kennt að ýta á stöng til að losa um fæðu. Og þeir lærðu líka að gera það á vissum tíma dags.

Kýr eru einnig bráðgáfaðar skepnur - þannig að að öllum líkindum eru höfrungar þrælskarpir (sbr. fyrirsögn lauksins Dolphins Evolve Opposable Thumbs).

Það væri sannarlega gaman að heyra athugsemdir höfrunga við íslenska þjóðfélagsumræðu, e.t.v. kæmist hún á hærra plan.

[Jonsi (IP-tala skráð) 13.12.2011 kl. 12:06]

Hver er prósentumunurinn á epli og appelsínu?

Auðvitað er þetta fáránleg spurning og fer að öllu eftir því hvaða eiginleika þú villt bera saman og hvaða vægi þú vilt gefa því.  Margir vísindamenn eru með eindæmum óvísindalegir.

[Arnar Pálsson, 13.12.2011 kl. 12:20]

Jónsi

Ég veit ekki erfðafjarlægðina en National geograhic birti í fyrra mynd sem þú hefðir etv áhuga á.

http://blogs.ngm.com/blog_central/2010/03/apples-and-oranges-not-beyond-compare.html

[Gunnar Th. Gunnarsson, 13.12.2011 kl. 22:40]

Vá, hvað gullfiskar eru "gáfaðir"

Mér finnst alltaf afkáranlegt að tala um að dýr séu gáfuð. Þau geta vissulega haft sérhæfða hæfileika sem manninum eru framandi, og jú, við getum kallað það gáfur, en greind í samburði við greind mannsins er hreinlega ósambærileg, eða því sem næst.

Prófið að setja belju í mannlegt IQ-test

Takk fyrir fróðlegan pistil, Arnar

[Arnar Pálsson, 13.12.2011 kl. 23:39]

Takk Gunnar fyrir innlitið og hrósið.

Það er sannarlega munur á greind og samskiptahæfileikum fólks og dýra. En það sem mér finnst alltaf merkilegt er hversu mikið þau geta, páfagaukur var þjálaður til að geta talið og flokkað  eftir litum lögun  og áferð, dýr nota margskonar verkfæri til að afla sér fæðu eða drepa náungann, orðaforði hunda getur hlaupið á tugum eða hundruðum og þau sýna skarpskyggni, forsjá, biðlund og lævísi (alveg eins og við). 

Þegar maður reynir að sjóða saman hvað það er sem gerir mennina merkilega þá er það ekki endilega einn töfra-eiginileiki, heldur það að við gerum flesta hluti sem dýrin geta, bara töluvert betur.

Ég setti Hosu einu sinni í IQ test, hún þekkti ekki muninn á bítlunum og Pixies. Hún stofnaði aldrei bloggsíðu.