Miért zsugorodott össze a vak barlangi halak agya?

A mexikói barlanghal (kódnév: Astyanax mexicanus) nemcsak vak és szem nélküli, hanem összezsugorodott agyú is. Hogy pontosan mi lett így, kissé evolúciós rejtély. A legújabb cikk a folyóiratban Tudományos haladások, a kutatók szerint a halak leengedték a szemüket, és egyszerűsített agyat fejlesztettek ki az energiatakarékosság érdekében. De vajon valóban ez a legjobb magyarázat?

Más szavakkal, a szemnek és az agynak valóban olyan aránytalan energiára van szüksége, hogy csupán néhány millió éves barlang heverészés elegendő ahhoz, hogy a csíravonalba nyúljon és átprogramozza őket? Nem feltételezné-e egy kevésbé eltorzult gondolatmenet, mint Darwin, hogy valahogy elvesztették a használaton kívüliséget, és semmi mást? Sajnos utóbbi utalt rá Lamarckizmus, amit az evolúció mutációval és természetes szelekcióval való szigorú keverékének hívei irtózni vannak programozva. Mégis, ha egy pillanatra átmegyünk a sötét oldalra, feltételezhetjük, hogy ahhoz, hogy a fény és a fény, mint a szem és az agy is fennmaradhasson, valahogy folyamatosan fel kell frissíteni az örökletes csíra fizikai nyomát. E bemenet nélkül - nevezetesen a környezet állandó ingerei - ezek a látszólag stabil kiegészítők nyilván ugyanolyan ingatagak, mint a RAM.

A tudásban lévőknek van egy fantasztikus szavuk a túlságos barlanglakásnál bekövetkező krétás etiolációról és a fejlődés leépüléséről. Saját őstestvéreink, az újonnan felfedezettek homo naledi, kétségtelenül eléggé ismerték a bajait. Itt a troglomorfizmusról beszélek, a barlang sötétségéhez való teljes morfológiai alkalmazkodásról. A kreacionisták, valószínűleg meg kell említenünk, szeretik a barlangi halakat. Általában nem tudják pontosan, miért szeretik, csak az, hogy elhagyott vizuális rendszere alkalmanként okoz egy kis problémát azoknak a tudományosan jobban gondolkodó embereknek.



Most, ha a szervezet szintjén észlelt nyers hamisítatlan „energia”, szemben a finomabban elosztott és árnyaltabb ingerekkel, valóban az igazi troglomorf hajtóerő, akkor azt a megközelítést alkalmazhatjuk, hogy három helyre bontjuk, amire képes. Az elsőben elegendő energiának kell lennie ahhoz, hogy szemeket és agyat építsen az embrióban. A másodikban elég ahhoz, hogy fenntartsák őket a felnőttben, és a harmadik energiában, hogy valóban bekapcsolhassanak és felhasználhatók legyenek.

Míg az utóbbi kettő vitathatatlanul némi átfedéssel rendelkezik, nyilvánvaló, hogy egy sötét barlangban valószínűleg keveset fordíthatnak szemre. Az első igény, a növekedés itt sem jelent nagy problémát, mert amint maguk a szerző beszámolnak róla, a halak embrióként fejlesztik a szemüket. Csak később bomlanak szét a szokásos palimpszesztikus karcolásokban, amelyeket az evolúció az egész fejlődés során felhasznál, hogy az elavult szerveket új célokig felhasználja.

Annyira nem az, hogy az „energia” rossz magyarázat, hanem az, hogy csak pontatlan. Az energiaegyenletek, nevezetesen a megőrzési viszonyok, valószínűleg a fizika számára elérhető leghasznosabb eszközök. De a biológiában ritkán van ilyen szerencsés. A szerzők az oxigénfogyasztás rögzítésével próbálják meg mérni a relatív energiafelhasználást. Különösen a vak és látó halakban, valamint a szemük és az opticus tectum darabjaiban mérték, fényben és sötétben egyaránt. A tektum az agynak az a része, amelyet nemrégiben a Zebrafish-ban elképesztően elképzeltek az első teljes agyi aktivitás térképek. Ez a hal vizuális rendszerének üzleti vége. Amint az alább látható, a szerzők azt találták, hogy a halak barlangformái és látott felszíni kohorszai között is ez a legkevésbé dimorf (méretben változó).

F1.nagy

A kutatók adataikkal felépítettek egy modellt, amely azt jósolta, hogy az 1 g felszíni hal teljes agyának energiaköltsége a nyugalmi anyagcseréjének 15% -a. Hogy képet alkothassunk az érintett fogyasztási arányokról, a szemek 0,507mg O2 óra −1 g nedves tömeg – 1 fényt használtak. Sötétben kiderült, hogy valamivel több oxigént használnak, bár meg lehet szabadulni azzal, hogy ezt a fotoreceptor rendellenes inverz természetének tulajdonítják válaszok a retinában. Jó lenne intuitívabban érezni ezt a fogyasztási szintet, azonban az ii az üzleti tevékenység természetéből fakad, hogy az egységek általában némi masszírozást igényelnek az összehasonlításhoz. Például a lebegő kolibrit, amelynek izma állítólag tízszeresére éghet, mint az élsportoló emberé, 68–85 ml O2 / g / óra értéket regisztráltak.

Az egyszerű energetikai érvek elvetése nem vész el. A genetika és különösen az epigenetika már felajánlott néhány helyet a gyors, környezettől vezérelt változások keresésére. Korábbi kutatások kiemeltek néhány gént, amelyek közvetlenül részt vesznek a szem és az agy méretének szabályozásában. Megállapítást nyert, hogy az embrióban a szem evolúciója, vagy inkább a dekonstrukciója is kiszámítható programokat, sejthalált vagy apoptózist követ.

Az unalmas transzplantációs kísérletek azt mutatták, hogy maga a lencse kulcsszereplője az egész szemnek. Ha egy vak embrió fejlődő lencséjét egy fejlődő, látó halba ültetik át, az veszélyeztetheti a szemet. Másrészről, ha egy látó hallencsét vak halszembe ültetünk át, a szem fejlődésének számos aspektusát, sőt, akár az agyat is megmentheti.

Egyéb, gyorsan változó struktúrák, amelyek reagálnak a környezetre, és a sejtrészeket átprogramozzák, közvetlenül örökölhetőek vagy másképpen, magukban foglalják a mindenütt jelen lévő stresszre reagáló fehérjéket, például a HSP-90-et. Ezek a jól tanulmányozott fehérjék könnyedén megváltoztatják hajtogatási szerkezetüket, amikor a dolgok a szervezet minden sejtje körül változnak, összehasonlításban sokkal gyorsabb folyamat, mint a tényleges kódoló szekvencia kiigazítása. Ha az energiahiányos környezet stressze valóban kevesebb agyteljesítményt igényel, akkor felajánlhatjuk, hogy e cél elérésének jobb módja a processzor sebességének egyszerű tárcsázása. Más szavakkal, elmondhatatlan számú további ioncsatorna - az evolúció rejtett emissziói által teljesen látható fehérjék - szabályozzák, hogy az idegsejtek milyen gyorsan tudnak tüzelni. Azok az idegsejtek, amelyek tüzelési sebessége magasan üresjáratban van, és sokkal magasabbra kerül, felesleges mennyiségű energiát égetnek el.

Az, hogy ez az idegsejteket „lőő” energia összehasonlítja-e a növekedéshez és fenntartáshoz felhasznált energiával, érdekes szempont, amellyel korábban találkoztunk a folyamatban lévő kiterjesztés és a neuritok visszahúzódása ambuláns idegsejtekben. Még elméleti szinten mások meg is becsülték a baktériumok szaporodásához szükséges energiát megismétlik magukat, vagy ha az eukarióta sejtek megkülönböztetnek és egy záró sebbe vándorolnak. Azok számára, akiknek csak tudniuk kell, azt mondják, hogy egyetlen baktériumnak nagyjából meg kell dupláznia a folyamatban lévő alapanyagcsere sebességét ahhoz, hogy kettővé váljon, vagy valami ilyesmi.

Az utolsó gyors megoldás, amelyet az energiában korlátozott trogloditák kipróbálhatnak, egyszerűen csökkenti a hordozott DNS mennyiségét. A kevesebb DNS valamivel gyorsabb sejtosztódási és fejlődési ciklusokká alakul át, de energetikai bónuszt is jelent. Ugyanis nem kell annyi ATP-t égetnie, hogy megismételje ezeket a többleteket gének másolatai meg ilyenek. Csökkenti a nem igazán szükséges fehérjék véletlen expresszióját is. Az összes tartalék DNS elengedése nehéz tabletta lehet lenyelni, de jó dolog lehet megnézni, hogy minél jobb képet kapjon a barlanghalak gurulásáról.

Copyright © Minden Jog Fenntartva | 2007es.com