Kaip Vilnoniai Mamutai Išgyveno Arkties Šaltį

{h1}

Senovės vilnonių mamutų dnr rodo, kad kraujo pokyčiai padėjo žvėrims prisitaikyti prie šalčio.

Nepriekaištingas, gauruotas trumpaplaukis mamutas kadaise klestėjo neryžtingose ​​Arkties lygumose, nepaisant to, kad iš pradžių migravo iš labiau atogrąžų klimato. Naujas tyrimas nustatė mažas genetines mutacijas, pakeičiančias deguonies tiekimo krauju būdą. Tai gali lemti jo toleranciją šaltajam klimatui.

Vilnonis mamutas buvo dramblių rūšis ir labiausiai susijęs su šiandienos Azijos drambliais. Jis išnyko maždaug prieš 10 000 metų. Kadangi mamutas gyveno Arktyje, rasta daug rūšių liekanų, išlikusių amžinajame šaltyje.

Tiek mamuto, tiek azijietiško dramblio protėviai kilo Afrikoje prieš maždaug 6,7–7 milijonus metų ir išsilaikė maždaug 4 milijonus metų, kol persikėlė į Pietų Europą, o paskui dar toliau į dabar esančią Sibirą ir Kanados šiaurines lygumas. po daugelio metų.

Maždaug tuo pat metu „žemėje įvyko kataklizminis įvykis - ledynmečiai“, - sakė Kevinas Campbellas iš Manitobos universiteto Vinipege, Kanadoje, kuris vadovavo senovės gyvūno kraujo tyrimui, kuris išsamiai aprašytas gegužės 2 d. Internetiniame numeryje. iš žurnalo „Nature Genetics“.

Mamutai, kaip jų šių dienų dramblių pusbroliai, būtų buvę pritaikyti prie šilto klimato, kuriame jie vystėsi. Šiais klimato laikais didžiausia dramblio problema yra atsikratyti šilumos - jie tai daro su savo didelėmis ausimis, per kurias daugelis nešioja šilumą. kraujagyslės cirkuliuoja. Jie vės ausimis vėjyje, kad išsklaidytų tą šilumą.

Ši daugiamečių dramblių problema buvo atšaukta mamutams įsitvirtinus ledynmečiams ir „sukūrus visiškai naują aplinką“ Arktyje, kuris taip pat buvo sušilęs iki to laiko Žemės istorijoje, sakė Campbellas. Dabar mamutai turėjo sulaikyti visą įmanomą šilumą.

„Mes žinome, kad šilumos taupymas tapo jų svarbiausiu rūpesčiu“, - „Campbell“ pasakojo „WordsSideKick.com“.

Mamutai prisitaikė prie savo naujų, šaltesnių namų, iš dalies sukurdami „storą, didžiulį apvalkalą“ ir sumažindami ausis, palyginti su šiltesnio amžiaus giminaičiais. „Jų ausys buvo mažos, kaip vakarienės lėkštės“, - sakė Campbellas, kalbėdamas apie šaltai prisitaikiusius mamutus.

Kaip prisitaikė kiti Arkties gyvūnai

Tačiau Campbellas įtarė, kad mamutai taip pat galėjo turėti kraujo, kuris buvo geriau pritaikytas darbui šaltyje, kaip daro daugelis šiandien gyvų Arkties žinduolių.

Kiti šių dienų Arkties gyvūnai, tokie kaip šiaurės elniai ir muskuso jautis, turi „priešingos srovės“ kraujo sistemą. Iš esmės kraujagyslės, paimdamos šiltą, deguonimi pripildytą arterinį kraują į kojas ir pėdas, eina labai arti venų, pernešančios šaltesnį veninį kraują, kad būtų vėl deguonies prisotintos. Artimas dviejų tipų kraujagyslių kontaktas leidžia arteriniam kraujui perduoti šilumą veniniam kraujui, nukreiptam atgal į širdį ir plaučius. Ši evoliucijos sistema palaiko šilumą gyvūno kūno šerdyje ir sumažina šilumos nuostolius dėl šalto klimato, tuo pačiu leisdama arteriniam kraujui išnešti deguonį į galūnes.

„Tai leidžia jų kojoms ir galūnėms išties peršalti“, - teigė Campbellas.

Tai priešingai nei žmonės, kai kraujo tėkmė tiesiog nutrūksta esant dideliam šalčiui, kad šiluma išliktų šerdyje - štai kodėl žmonės nukenčia, tačiau šiaurės elniai ne.

Tačiau vien šios priešpriešinės sistemos nepakanka, kad Arkties gyvūnai veiktų šaltai. Svarbiausias dalykas yra hemoglobinas, kraujo baltymas, kuris surenka deguonį plaučiuose ir perduoda jį kitiems kūno organams. Kraujo baltymui iš esmės reikalingas tam tikras šilumos energijos kiekis, kad jis galėtų išleisti deguonies molekules, kurias jis perneša į audinius ir organus, kuriems jo reikia.

Kai šaltas kraujas "labai mažai tikėtina, kad bus pasiekta ta riba", - teigė Campbellas.

Norėdami išspręsti šią problemą, šiaurės elniams ir daugeliui kitų Arkties žinduolių išsivystė šiek tiek pakoreguota hemoglobino forma, kuriai deguoniui tiekti reikia mažiau energijos.

Senosios molekulės prisikėlimas

Campbellas norėjo išsiaiškinti, ar mamutai taip pat sugeba išsivystyti į specialią hemoglobino formą, kuri dirbtų šaltoje temperatūroje ir leistų išsaugoti kūno šilumą.

Buvo tik viena problema: mamutai išnykę.

„Negalime paimti užšaldyto kraujo mėginio“, - paaiškino Campbellas.

Vietoj to, Campbellas ir jo kolegos naudojo genus, išgautus iš mamuto liekanų, kad atkurtų ir ištirtų mamuto hemoglobiną.

„Turėjome tai sugrąžinti į gyvenimą“, - sakė Campbellas.

Komanda ištraukė DNR iš 43 000 metų amžiaus Sibiro mamuto pavyzdžio ir turėjo tą dalį, kurioje yra nurodytos hemoglobino instrukcijos.

Kai Campbellas pamatė rezultatus, jis, pasak jo, galėjo pasakyti, kad „buvo keletas pokyčių, kurie labai rėmė fiziologinius procesus“, tai reiškė, kad mamutai iš tiesų išsivystė specializuota šaltai pritaikyta hemoglobino forma.

Pokyčiai sudarė tik 1 procentą genų regiono, kuriame buvo nurodytos hemoglobino instrukcijos, „tačiau vienas iš tų pokyčių yra esminis“, - teigė Campbellas. Šis pokytis „privers juos prisitaikyti prie šalčio“.

Norėdami sužinoti, ar šie genų pokyčiai iš tikrųjų sukėlė kitokio tipo hemoglobiną, komanda naudojo metodą, kuris buvo naudojamas žmogaus hemoglobinui sudaryti. Šis metodas apima specifinių genų įdėjimą E. coli, kuris nuskaitys žmogaus arba mamuto DNR, kaip ir jo paties DNR, ir gamins aptariamą medžiagą.

Tačiau mamutų DNR pavyzdžiai, paimti iš sušaldytų egzempliorių, yra labai pažeisti, todėl Campbellas ir jo komanda pirmiausia kreipėsi į artimiausią mamuto pusbrolį. Jie iš DNR ir RNR (medžiagos, kurioje yra baltymų instrukcija ląstelėse) buvo gauti iš gyvo Azijos dramblio ir sudėti į E. coli.

Ir tikrai pakankamai “, šie E. coli padarė Azijos dramblių hemoglobiną “, - teigė Campbellas.

Kai Azijos dramblio hemoglobinas buvo patikrintas, komanda galėjo išbandyti mamuto hemoglobiną. Norėdami tai padaryti, jie panaudojo Azijos dramblių RNR ir procesą, vadinamą vietos nukreipta mutageneze, kuri apima visų atskirų RNR kodo taškų, kurie skiriasi Azijos drambliu ir mamutu, pakeitimą, veiksmingai paverčiant Azijos dramblio RNR mamuto RNR. Naujai pagaminta mamuto RNR dedama į E. coli, kuris išspjauna tai, kas iš esmės yra mamuto hemoglobinas.

Campbellas teigė, kad šis hemoglobinas bus visiškai toks pat, lyg jis būtų paėmęs laiko mašiną 43 000 metų atgal ir paėmęs kraują tiesiai iš gyvūno. „Aš galiu tai ištirti taip, lyg turėčiau šviežio to gyvūno kraujo mėginį“, - sakė jis.

Komanda palygino Azijos dramblio ir mamuto hemoglobiną ir „mes nustatėme, kad jie kardinaliai skiriasi“, - teigė Campbellas. Kaip įtarė Campbellas, mamuto hemoglobinui nereikia tiek daug energijos, kad būtų galima perkrauti deguonį, nei tai daro azijietiškas dramblys hemoglobinas.

Įdomu tai, kad mamuto DNR turėjo dvi atskiras mutacijas, kurios skiriasi nuo tų, kurias šiandien mato žinduoliai.

„Jie panaudojo visiškai kitokį“ būdą išspręsti hemoglobino problemą, kad būtų galima prisitaikyti prie peršalimo, sakė Campbellas.

Kodėl ne žmonės?

Pirmą kartą Campbell galvojo ištirti mamuto hemoglobino DNR tokiu būdu, kai tyrinėjo hemoglobiną per doktorantūrą Danijoje, taip pat atsitiko, kad pamatė „Discovery Channel“ šou apie mamutą ir „tai buvo ši maža lemputės akimirka“.

Campbellas teigė, kad vienas jam dažnai užduodamų klausimų yra tas, kodėl Arkties regionuose gyvenančios žmonių populiacijos, tokios kaip inuitai, nebūtų sukūrusios panašaus mechanizmo, kad prisitaikytų prie šalčio.

Atsakymas yra trejetas: Pirma, žmonės į Arktį persikėlė daug vėliau nei daugelis kitų Arkties žinduolių, taigi jie neturėjo laiko išsiugdyti tokio bruožo; žmonėms taip pat nereikia formuoti šalčiui toleruojančio hemoglobino, nes „mes gaminame batus; mes gaminame palapines“ - turime savo smegenis, kurios padės mums kovoti su šalčiu, - teigė Campbellas; pagaliau kai kurių žmonių hemoglobino mutacija yra panaši į šią, tačiau tai iš tikrųjų yra žalinga, nes jų hemoglobinas suyra ir jie tampa aneminiai.

„Žmonės niekada net negalėjo to evoliucionuoti, nes jei jie padarytų, visi jie būtų anemiški“, - teigė Campbellas.

Campbellas teigė, kad norėtų išplėsti šį darbą bandydamas ištirti kitus senovės Arktyje gyvenusius išnykusius žvėris, tokius kaip mastodonai, urvo lokiai, vilnoniai raganosiai ir milžiniškos tinginės.

  • Vaizdai: Didžiausi pasaulio žvėrys
  • 10 nuostabių dalykų, kurių nežinojai apie gyvūnus
  • 10 rūšių, su kuriomis galite pabučiuoti


Vaizdo Papildas: .




Tyrimas


Susipažinkite Su Kim, Pirmuoju Voru, Kuris Šokinėja Pagal Poreikį
Susipažinkite Su Kim, Pirmuoju Voru, Kuris Šokinėja Pagal Poreikį

Nuotraukos: What Big Eyes! Didžiuliai Voratinklio Vorai Padeda „Snag Prey“
Nuotraukos: What Big Eyes! Didžiuliai Voratinklio Vorai Padeda „Snag Prey“

Mokslas Naujienos


Ar Galite Apgauti Miegą? Tik Tavo Sapnuose
Ar Galite Apgauti Miegą? Tik Tavo Sapnuose

Seniausios Nariuotakojo Smegenys, Rastos Buglikų Būtybėse
Seniausios Nariuotakojo Smegenys, Rastos Buglikų Būtybėse

Emu Ir Asilas Įsimyli
Emu Ir Asilas Įsimyli

Koks Mažiausias Dinozauras?
Koks Mažiausias Dinozauras?

10 Priežasčių, Kodėl Jums Svarbu Kosmoso Tyrinėjimas
10 Priežasčių, Kodėl Jums Svarbu Kosmoso Tyrinėjimas


LT.WordsSideKick.com
Visos Teisės Saugomos!
Dauginti Jokių Medžiagų Leidžiama Tik Prostanovkoy Aktyvią Nuorodą Į Svetainę LT.WordsSideKick.com

© 2005–2020 LT.WordsSideKick.com