Vapaa kuvaus

Aloituksia

725

Kommenttia

3861

  1. Nykymolukkiravut ovat rakenteeltaan erittäin samankaltaisia trilobiittien kanssa. Tämä artikkeli valaisee asiaa tarkemmin:

    https://pterosaurheresies.wordpress.com/2022/03/14/some-trilobites-are-not-extinct/
  2. Tässä on katsaus jäkäliä (lichen-forming fungi) koskeviin genomiikka-tutkimuksiin, joissa verrataan lichen-sieniin ja niiden vapaina eläviin sukulaisiin keskittyvää geneettistä informaation menetystä:

    🧬 1. Genomin koko ja geenilukumäärä
    Lecanoromycetes- ja Eurotiomycetes-jäkäläsienillä genomin koko on 34,5–37,3 Mb, ja geenien määrä vaihtelee 8 294–9 695 välillä .

    Verrattuna ei-jäkälöiviin sieniin, monilla geeneillä on vielä vähemmän kopioita, mikä osoittaa geenilukemien supistumista symbioosiin siirtymisen aikana .

    Lisäksi Cladonia grayi -jäkälässä sienikomponentin (mykobiontin) genomi on:

    noin 28,6 Mb, kun taas sen leväkumppanin (Asterochloris) genomi on 56 Mb ja sisältää noin 10 000 geeniä, mikä on merkittävästi vähemmän kuin suunnilleen 20 000–25 000 geeniä muilla Pezizomycota-lajeilla.

    🧩 2. Geeniperheiden laajentuminen ja supistuminen
    Yli 3 000 geeniperhettä on supistunut lichen-suvuissa, kun taas vain muutamia satoja laajentunut .

    Erityisesti polysakkaridien hajotus- ja kuljetusgeenit (esim. PCWDE:t, glykaasihydrolysaasit, sokeri- ja MFS-transporterit) on voimakkaasti vähentynyt.

    Myös transkriptiotekijäperheissä on selkeää supistumista .

    👉 Tämä osoittaa selkeästi, että symbioosiin liittyy välttämättömien toimintojen menetyksiä ja geneettisiä niukentumia.

    🔋 3. Mitokondriogeeneissä: atp9:n menetys
    Tutkittaessa 22 jäkäliä muodostavaa sieneä ja 167 ei-jäkälöivää sientä havaittiin, että ympäristön energiantuotannosta tärkeä mitokondrio-geeni atp9 on kadonnut ainakin 10 lajista.

    Rinnakkaisesti tämä geeni on usein säilynyt leväkumppanilla, eli sen tuotanto on ulkoistettu symbioosikumppanille .

    🗂 4. Fotobiontin genomi ja geenilukumäärä
    Esimerkiksi Asterochloris glomerata -levällä genomi on n. 56 Mb, ja arviolta 10 000 geeniä.

    Tämä on hieman vähemmän kuin vapaasti elävillä Chlamydomonas-tyyppisillä levillä (~120 Mb, ~15 000 geeniä), mikä viittaa fotobiontin genomin koon ja geneettisen monimuotoisuuden pienentymiseen symbioosin myötä
    en.wikipedia.org
    .

    📊 5. Transkriptoomien aktiivisuus
    Transcriptomia-analyysissä (esim. Usnea hakonensis, Cladonia grayi) havaittiin, että monet geenit ovat alasäädeltyjä symbioosivaiheen aikana – toimintoja ei synny uusia, vaan osa geneettisistä reitistä hiljenee tai pienenee .

    Samaan aikaan joitain proteiineja (esim. ribitoli‑ ja ammonium‑transporterit) säädetään ylös, mikä korostaa funktionaalista riippuvuutta, ei geneettisen monimuotoisuuden kasvua .

    Yhteenveto
    Ominaisuus Havainnot Tulkinta
    Genomin koko ja geenimäärä Supistunut sekä mykobiontilla että fotobiontilla Geneettinen niukentuminen
    PCWDE- ym. toiminnalliset geenit Menetykset useista reiteistä Toimintojen ulkoistaminen
    atp9-geeni Kadonnut mitokondriosta, korvattu kumppanilla Rappeutuminen
    Transkriptio Alasäätely monissa funktioissa Ei uusia kyvykkyyksiä

    Nämä geneettiset havainnot tukevat näkemystä siitä, että jäkälistä on kehittynyt symbioottisia riippuvuuksia, joissa kummallakin osapuolella menetetään geneettistä informaatiota ja monimuotoisuutta. Tämä sopii kuvaan geneettisestä entropiasta, jossa alkuperäiset yksilöt ovat ajan myötä heikentyneet ja tulleet riippuvaisiksi toisistaan.

    Miten tässä taas näin kävi...?
  3. Tässä muutama esimerkki lisää:

    1. Kloroplasti – yhteyttäjä ilman omavaraisuutta
    Kloroplastit ovat kasvisolujen yhteyttämiseen erikoistuneita elimiä, joiden uskotaan syntyneen syanobakteerin endosymbioosista. Kuten mitokondrion tapauksessa, kloroplastin genomi on supistunut jopa 90–95 % verrattuna vapaasti elävään syanobakteeriin. Kloroplasti tarvitsee kymmeniä tumassa tuotettuja proteiineja toimiakseen, eikä se kykene enää selviytymään itsenäisesti.

    Kyseessä ei ole uuden, itsenäisen yksikön synty, vaan aiemmin itsenäisen organismin funktionaalinen rappeutuminen, jonka seurauksena syntyi uusi riippuvuussuhde isäntäsoluun. Näin ollen endosymbioosi kloroplastien kohdalla edustaa informaation ja toimintakyvyn menetystä.

    2. Amoebat ja sisäiset bakteerisymbiontit
    Useat amebat, kuten Acanthamoeba, elävät symbioosissa bakteerien kuten Chlamydia tai Legionella-sukujen kanssa. Näissä tapauksissa isäntäeliöt ovat menettäneet kyvyn tuottaa tiettyjä rasvahappoja tai muita molekyylejä ja ovat siksi täysin riippuvaisia sisäisistä bakteereista.

    Tutkimuksissa on osoitettu, että ilman symbionttibakteereita isäntäsolut menettävät elinkykyisyytensä. Tämä viittaa siihen, että alkuperäiseltä isännältä on kadonnut geneettistä materiaalia ja siihen liittyvää toiminnallisuutta – kyse ei ole uudesta kyvystä vaan toimintojen ulkoistamisesta symbiontille.

    3. Sieniviljelijämuurahaiset – menetetty omavaraisuus
    Lehtileikkajamuurahaiset (Atta spp.) ovat esimerkki makrotason symbioosista, jossa muurahaiset viljelevät sientä ravinnokseen. Ne eivät kuitenkaan kykene enää itse hajottamaan lehtimateriaalia, vaan niiden selviytyminen perustuu symbioottisen sienen entsyymitoimintaan.

    Samalla sieni ei kykene elämään ilman muurahaisia, sillä se ei enää muodosta itiöemiä luonnossa. Kumpikin osapuoli on menettänyt geneettisiä ominaisuuksiaan, jotka aiemmin mahdollistivat omavaraisen elämän.

    Tämä on esimerkki kahdensuuntaisesta geneettisestä rappeutumisesta, joka on johtanut symbioottiseen riippuvuuteen.

    4. Sukkulamadot ja Wolbachia
    Monet sukkulamadot kantavat symbioottista bakteeria nimeltään Wolbachia, joka on välttämätön isännän kehitykselle ja lisääntymiselle. Jos Wolbachia poistetaan, madot eivät kykene lisääntymään tai edes kehittymään normaalisti.

    Tämä osoittaa, että isäntäeliö on menettänyt lisääntymiseen liittyviä geneettisiä mekanismeja, ja turvautuu siksi täysin symbionttiin. Kyse ei ole siis yhteiskehittyneestä järjestelmästä, vaan korvaavasta riippuvuudesta, joka on syntynyt alkuperäisten toimintojen rappeutumisen seurauksena.

    Johtopäätökset
    Endosymbioosia tarkastellaan usein esimerkkinä luonnon kyvystä kehittää uusia rakenteita ja toimintoja. Näiden esimerkkien perusteella käy kuitenkin ilmi, että endosymbioosi ei ole kehittymistä vaan rappeutumista. Yhteistä kaikille tapauksille on:

    Geneettisen informaation menetys

    Riippuvuuden synty toisen eliön toiminnasta

    Itsenäisyyden ja monipuolisuuden korvautuminen yksipuolisella toiminnalla

    Tämä on yhteensopivaa luomistieteellisen näkemyksen kanssa, jonka mukaan alun perin täydellisesti luodut eliöt ovat langenneessa maailmassa menettäneet osan toiminnoistaan ja päätyneet riippuvuussuhteisiin. Nämä havainnot eivät tue uusien biologisten innovaatioiden kehittymistä, vaan geneettistä entropiaa, kuten tohtori John Sanford on osoittanut teoksessaan Genetic Entropy (Sanford, 2005).

    Lähteet
    Gray, M.W., Burger, G., Lang, B.F. (2001). "The origin and early evolution of mitochondria." Genome Biology, 2(6): reviews1018.1–1018.5.

    Keeling, P.J., Archibald, J.M. (2008). "Organelle evolution: what's in a name?" Current Biology, 18(8): R345–R347.

    Nowack, E.C.M., Melkonian, M., & Glockner, G. (2008). "Chromatophore genome sequence of Paulinella sheds light on endosymbiosis." Science, 318(5851): 251–254.

    Moran, N.A. (2002). "Microbial minimalism: genome reduction in bacterial pathogens." Cell, 108(5): 583–586.

    McCutcheon, J.P., Moran, N.A. (2012). "Extreme genome reduction in symbiotic bacteria." Nature Reviews Microbiology, 10(1): 13–26.

    Sanford, J.C. (2005). Genetic Entropy & the Mystery of the Genome. FMS Publications.