1. #aanpassen
  2. #convergente-evolutie
  3. #darwin
  4. #dna
  5. #epigenetica
  6. #evolutie
  7. #genetica
  8. #holistisch
  9. #kleur
  10. #wetenschap

<< error >> (our Markdown requires webpage links, not image links, see manual)

Evolutiebiologen slaan de plank compleet mis

In plaats te kijken naar huidige omstandigheden moeten evolutiebiologen terug in de tijd gaan reizen. Een holistische benadering is noodzakelijk om natuurlijke selectie beter te leren begrijpen.

Shozo Yokoyama (Emory University) kwam onlangs met een, voor evolutiebiologen, confronterende uitspraak. Om de mechanismen van de natuurlijke selectie werkelijk te leren begrijpen dienen ze zich niet te concentreren op hedendaags DNA maar dat van onze voorouders.

Trouwens niet alleen evolutiebiologen hebben last van deze foute benadering, het is een algemeen wetenschappelijk probleem, vertelt Yokoyama. Yokoyama geldt als een expert op het gebied van natuurlijke selectie, vooral voor kleurwaarneming.

Indien men het mechanisme van fenotypische plasticiteit wil gaan verklaren, kortgezegd de functie van een gen en de verandering van deze functie, moet men leren in het verleden te gaan kijken. Dit is het grote geheim. Juist het bestuderen van oude moleculen zal de wetenschap een beter begrip geven over hedendaagse genen, deze kennis kan zeer behulpzaam zijn bij de ontwikkeling van werkende medicijnen en andere onderzoeksgebieden.

Sinds jaar en dag wordt de Darwiaanse selectie bestudeerd door te kijken naar modern DNA. Yokoyama: deze werkwijze werd gekatalyseerd door de ontwikkeling van snelle en goedkope sequentiemethodes. Maar deze goedkopere weg is niet de juiste. Door alleen naar de hedendaagse volgorde van aminozuren te kijken ziet men slechts enkele stukjes van de grote puzzel.

Yokoyama is al 20 jaar druk bezig, met vissen en andere gewervelden, om de geheimen van het waarnemen van kleuren te ontfutselen.

Vijf klasses van genen in opsine (fotopigment, eiwit opgebouwd uit ongeveer 350 aminozuren) zijn nodig om verandering in lichtsterkte en kleur waar te nemen. Om meer inzicht ter krijgen ging de onderzoeker uit van een relatief eenvoudig model: oceanen. Op verschillende dieptes is de verandering in lichtsterkte en kleur heel goed bekend.

Yokoyama: als de omgeving van een vis in de oceaan verandert, bijvoorbeeld op grotere diepte of dichter bij het oppervlak, veranderen ook kleine stukjes in het gen opsine.Het zicht past zich aan en juist in de veranderingen op moleculair nivo is de onderzoeker geïnteresseerd.

Moleculair biologen zijn in staat om het DNA van een dier te isoleren en de genen van opsine te klonen. M.b.v. in vitro assays worden de waarneming van specifieke zichtbare kleuren gecreëerd. De gevoeligheid voor het waarnemen van deze kleuren kan men manipuleren door de posities van de aminozuren te veranderen. Men bestudeert dus de functie van deze moderne genen.

In 1990 identificeerde Yokoyama de 3 specifieke aminozuren welke het voor de mens mogelijk maakte om het verschil tussen rood en groen te zien. Enkele jaren later bevestigden een andere groep onderzoekers de conclusies van Yokoyama maar ontdekten dat de verandering slechts in één richting werkt. Om naast de rode kleur ook de groene waar te nemen lukte die evolutie in 3 stappen. Maar om van groen weer terug te gaan naar rood kost wel 7 stappen. Evolutiebiologen kunnen dit niet verklaren.

Juist dit vreemde effect maakte mij extra nieuwsgierig vertelt Yokoyama. Waarom zijn er niet evenveel stappen nodig om van rood naar groen en van groen naar rood te gaan? Na 10 jaar puzzelen vondt hij een voor hem begrijpelijke verklaring: de experimenten werden uitgevoerd op hedendaags DNA.

Toen de eerste zoogdieren zich ontwikkelden, zo’n 100 miljoen jaar geleden, hadden zij alleen beschikking over het rode pigment. Zo’n 30 miljoen jaar gelden dupliceerde het rode pigment zich in sommige primaten. Een van deze duplicaten werd gevoelig voor de kleur groen.

Destijds waren 3 aminozuren verantwoordelijk voor deze verandering, maar ondertussen muteerden er veel meer genen. Yokoyama: de truuk is dat men de oorspronkelijke interacties van alle aminozuren moet leren begrijpen, dit kan alleen indien men naar de oorspronkelijke moleculen kijkt. Met andere woorden, veranderingen in de omgeving veranderen het DNA compleet (epigenetica).

Met behulp van stastistische analyses toont Yokoyama aan dat men terug in de tijd moet reizen om de sequentie van voorouderlijke DNA proberen te benaderen. Dit is heel veel werk en daarnaast hebben wij nog geen duidelijk beeld van de overgangssoorten. Alleen door de veranderingen stap voor stap te gaan volgen krijgen we een idee van de fylogenetische stamboom.

In 2008 probeerde Yokoyama om de meest uitgebreide stamboom voor lichtsterkte op te stellen. Deze geldde voor dieren zoals de aal maar ook voor mensen. Aan de stam van deze evolutionaire boom plaatste Yokoyama de oude genen, deze dienden als basis om de aanpassing van het leven op de omgeving beter te begrijpen.

Om deze voorouderlijke eiwitten te syntheseren dient men van vele markten thuis te zijn. Zo dient men kennis te bezitten op de gebieden van quantumchemie, microbiologie, biofysica, genetische manipulatie en theoretische modellen.

Deze multi-dimensionele (holistische) benadering stelde Yokoyama in staat om in 2009 de haarstaartvis te identificeren als de eerste vis die omschakelde van UV naar de kleur violet. Althans tot op dit moment. Yokoyama is ook in staat om te vertellen waar de veranderingen precies plaatsvinden: aminozuur 86 in het opsine-gen.

Yokoyama is ervan overtuigd dat het opzetten van experimenten, die de oorspronkelijke genen in kaart brengen, de oplossing vormen om de evolutionaire natuurlijke selectie beter te begrijpen. Tot nu toe zijn er maar enkele studies uitgevoerd die deze werkwijze ondersteunen.

www.terradaily.com

Some Rights Reserved (CC BY-SA 4.0)
14
  1. patricksavalle@patricksavalle
    #138897
    Natuurlijke selectie is nooit bewezen. Laatst weer ontkracht door een Nederlander.
  2. lingering-rain-8116@lingering-rain-8116
    #138901
    Niet duidelijk waarom dit Darwin ontkracht. Individuen passen zich aan de omgeving aan (veranderingen in de omgeving veranderen het DNA) en overleven itt tot hen die dat niet doen.
  3. restless-rice-1631@restless-rice-1631
    #138902
    @ Sheldon, het ontkracht Darwin niet maar de visie van de huidige evolutiebiologen :)
  4. patricksavalle@patricksavalle
    #138903
    De visie van Darwin is nooit bevestigd geweest. Is gewoon een eigen leven gaan lijden. Natuurlijke selectie en seksuele reproductie zijn bijvoorbeeld hartstikke strijdig.

    LINK
  5. patricksavalle@patricksavalle
    #138904
    Niet duidelijk waarom dit Darwin ontkracht. Individuen passen zich aan de omgeving aan (veranderingen in de omgeving veranderen het DNA) en overleven itt tot hen die dat niet doen.


    Dat is niet wat Darwin zei. Dit wat je hier zegt is de theorie van Lamarck en die werd destijds weggelachen met deze (epigenetische) theorie.
  6. restless-rice-1631@restless-rice-1631
    #138906
    Inderdaad moderne evolutiebiologen doen aan creatonisme :)

    Creatonisme is onder andere een reductionistische wijze om een dynamische samenleving samen te vatten in een statische. De samenleving is gecreëerd.

    Dit terwijl er wereldwijd gezien gigantische verschuivingen plaatsvinden, ook fundamenteel wetenschappelijk. Epigenetica laat bijvoorbeeld zien hoe goed we in staat zijn om ons aan de passen aan deze man-made samenleving.

    De moderne mens staat bloot aan een nieuwe omgeving met luchtvervuiling, drinkwater met allerlei vreemde verbindingen, plastic, gemodificeerd voedsel, hormoonverstoorders, stress, medicijnen etc.....

    Indien evolutiebiologen denken dat onze huidig DNA onder deze omstandigheden vergelijkbaar is met dat van onze voorouders dan is dit creatonisme, men blijft geloven in eigen vaststaande ideeën. Hiervan kan men Darwin, Lamarck of andere grote denkers niet beschuldigen.

    Voor de duidelijkheid Darwin heeft de evolutietheorie niet ontwikkeld. Zijn visie was gebaseerd op vele voorgangers en tijdens zijn reis wist hij deze ideeën te toetsen en samen te vatten in een boek. De kracht van Darwin, althans dit is mijn idee, zit het in het feit dat hij de ontwikkeling van leven destijds helder kon verklaren. Darwin kon verandering van het leven verklaren.

    Mutaties ontstaan niet spontaan, ze zijn de reactie op onze veranderende omgeving :)
  7. polished-frost-1060@polished-frost-1060
    #138907
    Wie weet kan men gebruik maken van het hier gevonden 7000+ jaar oude DNA:

    http://www.nbbd.com/godo/history/windover/

    [waarschuwing: ouderwetse opmaak, inhoud fascinerend]
  8. divine-hill-3982@divine-hill-3982
    #138908
    Epigenetica laat bijvoorbeeld zien hoe goed we in staat zijn om ons aan de passen aan deze man-made samenleving.
    Epigenetica zegt niets over het DNA zelf, dat verandert niet. Alleen het al dan niet tot ontwikkeling komen van bepaalde eigenschappen (methylering). Wordt wel eens vergeleken met knoppen al dan niet aan zetten.

    Wel is het maffe van de hele zaak dat deze epigenetische toestanden overerfbaar zijn http://en.wikipedia.org/wiki/Transgenerational_epigenetics
  9. patricksavalle@patricksavalle
    #138909
    DNA verandert ook.
  10. black-grass-4923@black-grass-4923
    #138915
    Ik weet niet of ik nu moet lachen of huilen om dit verhaal.
    ik was ooit arts/specialist en kwam uit een medisch milieu en familietraditie getrouw moest ik voor dokter studeren.
    Maar ik vond dit eigenlijk wel een vreemd en/of belachelijk beroep om verschillende redenen.
    Allereerst was mijn vader internist en medisch directeur van een groot ziekenhuis dat tijdens mijn jeugdjaren al 2 keer zo groot werd .
    Toen ik mijn vader vroeg of dokters dan niets verkeerd deden kreeg ik geen antwoord.
    Ditzelfde gebeurde tijdens mijn eerste studiejaren.
    Ik had twee dwingende vragen.
    Ten eerste waarom in de vrije natuur ziekte een onbekende is en ten tweede zag de medicatie eruit als zijnde een copie van de wapenindustrie: het mutilerend mes cq geweer, bacteriele wapens, chemische wapens en radiotherapie.

    Toen ik uiteindelijk de hamvraag van ons ziek worden in lichaam en geest vond en/of ons [haha] uniek zijn in dit evolutieproces was het net alsof ik de eer van de dokter aantastte en werd netjes aan de zijlijn geparkeerd.
    Jaren geleden alweer werd er een video-interview gemaakt door een filmjournalist over de "mongool mens" die geboren is met een hersendefect [ http://21012.jazeg.nl ]
    Op mijn website www.wetenschap-eindtijd.com staat meer over mijn research en kunt U op het bijbehorend blog reageren.
    Maar de werkelijke oorzaak mag onder geen beding via de reguliere journalistieke wereld naar buiten komen.
  11. shy-credit-9135@shy-credit-9135
    #138918
    Het idee van natuurlijke selectie bestond al voor Darwin, hij heeft het gejat van een ander en uitgebreid met evolutietheorie. Geloven in natuurlijke selectie houdt niet automatisch in dat je ook gelooft in evolutie. Bovenstaande link van Patman is ook interessant.
  12. autumn-paper-2304@autumn-paper-2304
    #138931
    Je hebt 2 soorten evolutie: horizontaal en verticaal (overdracht via generaties, de 'gewone' manier).

    Die zijdelingse aanpassingen blijken veel vaker voor te komen dan gedacht, en niet alleen bij eencelligen.

    Wellicht spelen bij ingewikkelder levensvormen virussen een veel grotere rol bij aanpassingen, mutaties en evolutie dan gedacht.
  13. steep-unit-1976@steep-unit-1976
    #145900
    Erg interessant allemaal, maar voorlopig volg ik de conclusies van de wetenschap maar, namelijk dat de afscheiding tussen mens en aap helemaal niet miljoenen jaren geleden plaatsvond maar slechts 12.000 jaar geleden. Dat impliceert dus dat de aap helemaal niet onze voorouder kan zijn geweest (de mens heeft met zijn voetstap een pootafdruk van een dinosaurus overstapt) maar dat het feitelijk: ons nágeslacht betreft. Of, zoals de doodgestoken cineast van Gogh ook al opmerkte: je moet altijd je zoontjes in de gaten houden met welk dier ze nu weer thuiskomen.
  14. dark-meadow-3436@dark-meadow-3436
    #145910
    maar dat het feitelijk: ons nágeslacht betreft.

    Haha, Suske en Wiske en de apekermis...