10 Significante recente evolutionaire ontdekkingen

De theorie van evolutie via natuurlijke selectie transformeerde 150 jaar geleden de wereld van de wetenschap volledig en de vertakkingen golfden over alle aspecten van het leven, inclusief politiek en religie. Het is net zo goed geaccepteerd in de wereld van de biologie als de aarde in een baan rond de zon in de astronomie, maar is misschien wel de meest sociale verdeeldheid in de wetenschap. Terwijl de realiteit van de evolutie algemeen bekend is, is er veel detail te vinden in de geschiedenis van 3,5 miljard jaar. Dit zijn tien van de belangrijkste ontdekkingen van het laatste decennium die de wetenschap helpen om het plaatje te vullen.

10

Butterfly Supergenes

Ontdekking: vlinder-supergenen vertonen een onbekende overervingsmethode

De vlindersoort Heliconius numata is al lang een mysterie gebleken. De populatie droeg zeven verschillende discrete vleugelpatronen, elk gespecificeerd door een combinatie van veel verschillende genen. Wanneer ouders met verschillende vleugelpatronen elkaars genen raken, moeten ze worden geschud en verspreid en deze patronen moeten snel samengaan. Het traditionele Mendeliaanse overervingsmodel dat we allemaal op school hebben geleerd, breekt af waar meerdere genen betrokken zijn.

Een team van Britse en Franse biologen ontdekte in 2011 de aanwezigheid van wat zij een supergene noemden, een cluster van achttien genen die in één enkele eenheid werden doorgegeven. In plaats van een mengsel van genen van elke ouder te hebben, erven nakomelingen overlevende dominante en recessieve supergenen, waardoor de discrete eigenschap kan worden voortgezet. De vlinder bevat andere mysteries, zoals waarom zeven patronen worden gebruikt om vogels af te schrikken, wanneer men normaal zou volstaan, maar in ieder geval de hoe is gebarsten.

9

Humanzees

Ontdekking: kruising tussen mens en chimpansee

Het is bekend dat chimpansees de meest nabestaande familielid van de mensheid zijn. Het kruisen van de twee soorten heeft al meer dan honderd jaar de verbeeldingskracht geboeid [http://en.wikipedia.org/wiki/Humanzee] en theorieën zijn rijk aan pogingen van Sovjetwetenschappers. Sommigen geloven dat een mens-chimp hybride genaamd Oliver tot vorig jaar heeft overleefd, hoewel DNA-testen hebben aangetoond dat hij gewoon een normale chimpansee was die menselijke eigenschappen vertoonde.

Gelukkig voor veel van de eigenzinnige bewoners van het internet, suggereert genetische analyse uit 2006 dat menselijke en chimpansee voorouders na hun oorspronkelijke verdeling 6,3 miljoen jaar geleden voortgingen te kruisen. In feite was het blijkbaar zo heet dat ze het geschikt achtten om het 1,2 miljoen jaar vol te houden. Deze resultaten waren onverwacht en zouden een nieuwe weg naar verkenning van de geschiedenis van het leven kunnen openen. Zoals onderzoeksauteur David Reich uitlegde: "Dat dergelijke evolutionaire gebeurtenissen niet vaker bij diersoorten zijn waargenomen, kan eenvoudigweg te wijten zijn aan het feit dat we er niet naar op zoek waren."

8

Oude knuppel

Ontdekking: Tientallen-oude vleermuismysterie eindelijk opgelost door intrigerend fossiel

Vleermuizen zijn de tweede grootste orde van zoogdieren, goed voor een vijfde van alle zoogdiersoorten. Het zijn de enige zoogdieren die een volledige vlucht hebben ontwikkeld en echolocatie kunnen gebruiken tot een niveau dat niet wordt geëvenaard door een ander landverblijf. Deze archetypische eigenschappen zijn het onderwerp geweest van een lang bestaand mysterie binnen de biologie - wat was er eerst? (Voor de gerelateerde vraag is het blijkbaar de kip).

Een paar fossielen ontdekt in Wyoming in 2003, onderdeel van een nieuwe soort genaamd Onychonycteris finneyi, heeft veel vreemde kenmerken. Het heeft klauwen op alle vijf vingers, in vergelijking met de een of twee gevonden op moderne vleermuizen, mogelijk als een aanpassing voor het klimmen in het bladerdak. Wat nog belangrijker is, het heeft de capaciteit voor vluchten zonder de mogelijkheid om te echoloceren, wat bevestigt dat de vlucht voor het eerst plaatsvond. Deelnemen aan de tientallen en tientallen andere overgangsfossielen volledig onzichtbaar voor creationisten, het tweeënvijftig miljoen jaar oude exemplaar eindigt tientallen van speculatie onder wetenschappers.

7

Tiktaalik

Ontdekking: Tiktaalik biedt een ontbrekende schakel tussen vis en landdieren

Een van de meest diepgaande overgangen in de geschiedenis van het leven was de overgang van water naar land. Tetrapod is de naam die aan de eerste wezens wordt gegeven om het water te verlaten en de naam betekent vier ledematen. De eerste tetrapoden zijn de voorouders van alle levende reptielen, amfibieën, vogels en zoogdieren. Wetenschappers hebben lang begrepen dat tetrapoden evolueerden uit kwabvinvissen, waarvan het bekendste voorbeeld vermoedelijk coelacant is. Lange tijd was er echter geen bewijs om aan te tonen dat de zachte, vlezige vinnen in botachtige ledematen begonnen te veranderen, met schattingen van 400 tot 350 miljoen jaar geleden.

Tiktaalik, ontdekt in 2004 in Nunavut, Canada, veranderde dat allemaal. Tikaalik was de eerste fossiel dat nog steeds een vis is maar een begin maakte met cijfers, polsen, ellebogen en schouders. Het is ongeveer net zo overgangsvol als een fossiel kan zijn. Tiktaalik is even diepzinnig als een fossielblikje en door een van zijn ontdekkers een visapoth genoemd. De fishapod nano en fishapod classic blijven ongrijpbaar.

6

luizen

Ontdekking: luizen bieden een nieuw venster in de geschiedenis van zoogdieren

Vooruitgang in het genetisch testen heeft ramen geopend in het verleden die zelfs vijftig jaar geleden nog niet waren gedoemd. Luizen, die tienduizenden jaren irriterend zijn geweest voor de mens, bieden een unieke methode om dit te exploiteren. Luizen zijn specialisten met klauwen aangepast aan hun gastheer, dus wanneer hun specifieke maaltijd naar keuze evolueert naar een nieuwe soort, volgen de luizen. Deze precisie in luizenspeciatie betekent dat luisfamiliebomen op basis van DNA precies kunnen worden gedateerd met slechts een paar fossielen om als ankers te fungeren.

DNA-onderzoek van luizen werd gedaan door een (waarschijnlijk echt jeukende) team van onderzoekers in het Londense Natural History Museum, wat implicaties heeft voor onze kennis van de evolutie van vogels en zoogdieren.De onderzoekers ontdekten dat luizen van vogels en zoogdieren zich gingen diversifiëren vóór het uitsterven van de dinosaurussen, wat suggereert dat, in tegenstelling tot de heersende theorie, zoogdieren mogelijk enkele van de belangrijkste groepen van vandaag gevormd hebben voor het uitsterven van de dinosaurussen. De alternatieve maar even ontzagwekkende mogelijkheid is dat onze luizen afkomstig zijn van een afstamming die vroeger het bloed van dinosaurussen at.

5

Reus Amoebe

Ontdekking: Reusachtige amoebe werpt twijfel op wanneer het symmetrische leven is ontstaan

Een van de eerste fundamentele eigenschappen om te evolueren in het dierenrijk is die van het bilateralisme. Als je een mens in tweeën splitst van boven naar beneden door het midden, heb je voor het grootste deel dezelfde dingen aan beide kanten. Je kunt alles van platwormen tot haaien en olifanten halveren om hetzelfde spiegelbeeld te vinden, hoewel je een grote puinhoop hebt en vragen om achteraf te beantwoorden, maar je zou laten zien dat bilaterale symmetrie overal te vinden is. Een dergelijk belangrijk kenmerk is onderhevig aan veel speculaties over wanneer het ontstond en enkele van de beste bewijsvoorbeelden waren 550 miljoen jaar oude zeebodemtrajecten. Het creëren van deze specifieke tracks door wezens die in een rechte lijn bewegen, werd alleen mogelijk geacht door wezens met twee helften.

Een ontdekking van 2007 door onderzoekers van de universiteit van Texas heeft ernstige twijfels over deze conclusies gewekt. Terwijl we voor de kust van de Bahama's duiken (sucky job, we know), filmde Dr. Mikhail V. Matz en zijn team een ​​amoebe van een centimeters breed, een eencellig wezen dat langs de zeebodem rolde. Het schepsel stuwt zichzelf door protoplasma uit te stralen en heeft een met water gevulde kern om zijn vorm te helpen behouden. Het liet sporen achter die opvallend lijken op die gevonden in fossielen, wat suggereert dat bilateralisme misschien tientallen miljoenen jaren later heeft ontwikkeld dan eerst gedacht.

4

Neanderthaler Genoom Project

Ontdekking: het Neanderthaler genoomproject suggereert dat we verwant zijn

Neanderthalers zijn de soort die bijna ons was. Er zijn aanwijzingen dat ze net zo intelligent waren als mensen, fysiek sterker en veel aspecten van de cultuur hadden ontwikkeld vóór hun uitsterven minder dan 30.000 jaar geleden. Omdat ze zo kort geleden zijn uitgestorven, is het mogelijk geweest om hun DNA te isoleren. In 2010 publiceerde een team van het Duitse Max Planck-instituut een ontwerpsequentie van het Neanderthaler-genoom minder dan tien jaar nadat het in kaart brengen van het menselijk genoom was voltooid.

De meest sexy krantekop die destijds werd opgepikt, was dat een tot vier procent van het DNA in moderne mensen kon worden herleid tot de Neanderthalers, wat een bewijs kan zijn van onderlinge kruising tussen de twee. Een vorig jaar gepubliceerde paper betwijfelt deze conclusie, suggererend een gemeenschappelijke voorouder als de oorsprong van deze gedeelde genen, maar de oorspronkelijke onderzoeker staat voor de hypothese-met-het-hypothese en heeft een ander artikel gepubliceerd om het te ondersteunen.

Open vragen zijn de levensader van de wetenschap en het is onwaarschijnlijk dat dit voor enige tijd definitief zal worden opgelost. Het belangrijkste om hier afstand van te nemen, is echter dat de Neanderthalers totaal niet op ons leken.

3

Lucy's Baby

Ontdekking: Lucy's Baby steelt Lucy's donder

De beroemdste vroege menselijke voorouder is waarschijnlijk Lucy, het skelet van 3,2 miljoen jaar oud dat in 1974 werd gevonden. Hoewel slechts veertig procent voltooid, werd Lucy synoniem met de geboorte van de mensheid. Haar soort, de Australopithecus afarensis, was in die tijd de oudste die bekend was vanaf het moment dat we ons splitsten van onze gemeenschappelijke voorouder met chimpansees. Toch werd Lucy's donder gestolen door de ontdekking van een andere fossiel van de Australopithecus afarensis in 2006.

Hoewel het al tienduizenden jaren ouder was dan Lucy, werd het nieuwe fossiel toch Lucy's baby genoemd. Het kind was waarschijnlijk een vrouw en vermoedelijk overleden rond de leeftijd van drie. Een kindskelet zijn, maakt het uiterst zeldzaam. Het is ook completer dan Lucy. Het kind, dat nog steeds op zogende leeftijd was, zal een grote bijdrage leveren aan onze kennis van de menselijke afkomst, maar het is moeilijk om niet te worden geraakt door de beschrijvingen van kleine vingers en een knieschijf die niet groter is dan een gedroogde erwt.

2

Oudste voorouder

Ontdekking: Ardi is de oudste menselijke voorouder ooit gevonden

Terwijl we het hebben over het stelen van Lucy's donder, ontmoet Ardi, het fossiel dat Lucy's kroon stal als de oudste bekende waarschijnlijk menselijke voorouder in 2009. Ardi was een 50 pond kleinbreinige vrouw en ze was ouder dan Lucy door meer dan een miljoen jaar. Ze werd gevonden met de overblijfselen van zesendertig andere individuen. Een deel van een nieuwe soort, Ardipithecus ramidus, Ardi werd feitelijk in 1994 gevonden, maar het was pas in 2009, na anderhalf decennia van zorgvuldige analyse, dat de implicaties bekend werden.

Sinds de tijd van Charles Darwin was er een populair idee dat onze gemeenschappelijke voorouder met chimpansees zou zijn als, nou ja, chimpansees. Maar chimpansees hebben net zo lang moeten evolueren als we hebben en er is geen echte reden om te denken dat onze voorouders dichter bij een van ons zouden staan ​​- Ardi werpt een definitieve slag op het oude idee. Ze vertoont een onverwachte mix van eigenschappen, zowel geavanceerd als primitief, in tegenstelling tot chimpansees of gorilla's. Als anatoom Owen Lovejoy, die delen van Ardi analyseerde, toont ze een "enorm tussenstadium in onze evolutie waar niemand van wist." En als er een grotere bijdrage aan de wetenschap is dan welke andere dan ook, is het een enorm iets dat niemand eerder wist wat betreft.

1

Junk DNA

Ontdekking: Junk DNA is tenslotte geen rommel

Toen de eerste versie van het menselijk genoomproject in 2000 werd gepresenteerd, was zevenennegentig procent van de 3,2 miljard basen in de sequentie zonder duidelijke functie. De primaire functie van DNA is het verschaffen van de ontwerpen voor eiwitten, informatie die is opgeslagen in genen, maar deze vormen slechts drie procent van een DNA-streng. Wetenschappers waren al lang bekend met dit niet-coderende DNA en de beschrijving "rommel" om het te beschrijven was al in 1972 bedacht.Zelfs de nobele laureaat Francis Crick, mede-ontdekker van de dubbele helix, werd geciteerd als te zeggen dat de sleutel tot het leven "weinig meer dan rotzooi" was.

In september 2012 publiceerde het internationale Encode-project een kaart met vier miljoen schakelaars die te vinden zijn in junk-DNA, schakelaars die de eiwitcoderende genen reguleren. Wetenschappers van het project zeggen dat tot tachtig procent van de DNA-sequentie een soort biochemische functie kan krijgen. Nog geen half jaar later laten de resultaten van deze denkwijziging al zien: wetenschappers van het MIT hebben een deel van niet-coderend DNA geïdentificeerd dat fundamenteel is voor de ontwikkeling van hartcellen, terwijl andere wetenschappers mutaties hebben gevonden in niet-coderend DNA die lijken te een belangrijke oorzaak van huidkanker zijn. Beide ontdekkingen hebben potentiële medische toepassingen en wetenschappers zijn waarschijnlijk alleen maar aan het oppervlak krabben.