Рідко наше середовище змінилося так швидко. Крім зміни клімату, ми піддаємось забрудненню повітря, мікропластика і безпрецедентний рівень жиру, солі та цукру в нашій їжі.
Зміна навколишнього середовища - одна з речей, яка може спричинити великі, серйозні мутації в нашій ДНК, які можуть швидко призвести до захворювань, наприклад, до раку, викликаного радіацією. Але наша ДНК також містить багато крихітних прихованих мутацій. Хоча вони спочатку не впливають на нас завдяки коробці генетичних хитрощів, які наші тіла використовують для захисту нас, ці «криптовалютні» зміни можуть накопичитися протягом багатьох поколінь, а потім оживити великі екологічні зміни.
Нещодавні дослідження показали, наскільки важливі ці криптовалютні зміни для еволюції. Є ймовірність, що вони можуть бути за зростаючим ризиком таких проблем, як діабет, рак та серцеві захворювання, і навіть можуть призвести до нових захворювань. Але ці мутації також можуть бути прихованими дарами наших предків, які дозволяють нам швидше адаптуватися до проблем, з якими стикаємося, від медичних умов до зміни клімату.
Зміни ДНК у поєднанні з процесом природного відбору - це те, що дозволяє виду еволюціонувати. Деякі генетичні варіації забезпечують виборчу перевагу, і люди, які їх мають, швидше виживають і передають свої гени, поступово поширюючи їх у всіх видах. Будь-які зміни, які є недоліком, знижують шанси на виживання або репродукцію для людини і рідше передаються наступним поколінням.
Буфер проти змін
Криптична генетична варіація дає нам третю альтернативу. Деякі зміни в ДНК мало чи взагалі не впливають, не даючи ні переваги, ні недоліків, але повільно наростаючи протягом поколінь. Ці варіації приховуються різними способами. Наприклад, прості організми здатні зменшити вплив змін навколишнього середовища на їх біологічні функції, використовуючи процес, відомий як каналізація. Це означає, що незначні зміни їх ДНК не викликають видимих відмінностей.
Іноді гени навіть дублюються в різних частинах ДНК, так що є надмірність в системі. Будь-які зміни в одному гені можуть бути приховані іншими.
У складних формах життя багато нових варіацій також залишаються невидимими, оскільки у нас є дві версії більшості наших генів (один від мами і один від тата), і одна з версій є домінуючою над іншим. Криптичні генетичні коливання є рецесивними (не домінуючими) у цьому взаємозв'язку і тому в нормальних умовах не проявляються.
Також є деякі дуже незначні зміни не викликають реальних змін до біохімії організму. Вони, можливо, замінюють один компонент білка на щось дуже схоже.
Всі ці речі діють як буфер проти фізичних змін, дозволяючи накопичувати варіації ДНК, які стають видимими лише при значній зміні середовища. Багато дослідників у галузі еволюційної генетики вважають, що ця крипто-генетична варіація може відповісти на проблему того, як види в минулому швидко змогли адаптуватися до нових викликів. The зяблики островів Галапагос допоміг Дарвіну розробити свою теорію еволюції, і швидке створення різних видів зяблів, які він бачив, є дуже ймовірним прикладом криптовалюти в роботі.
Освітлюючий експеримент: флуоресцентний зелений E. палички бактерій. KPWangkanont / Shutterstock
Спостерігати за цією зміною у тварин або в дикій природі неможливо, враховуючи багатопоколінні часові шкали. Але дослідники Цюріхського університету нещодавно використовується E. палички бактерії, щоб довести важливість цієї зміни в еволюції та адаптації до нових середовищ.
У своїх експериментах вони створили штучне середовище, в якому бактерії, які могли виробляти зелену флуоресценцію, мали перевагу перед тими, що давали жовтий колір. Дослідники показали, що бактеріальні колонії, що містять більш високі рівні криптовалути, здатні швидше перейти на зелений флуоресцентний.
Це була невелика, незначна зміна для бактерій, але дуже чіткий доказ того, що криптовалюта може допомогти виду швидше адаптуватися до змін навколишнього середовища. Це може бути дуже важливим для розуміння важливості криптовалюти в більш критичних системах, що впливають на стійкість до хвороб та сприйнятливість.
Дослідники Вюрцбургського університету показали, що рівень криптичного генетичного коливання в Neisseria meningitidis, бактерія, яка може спричинити менінгіт, сприяє тому, наскільки шкідливою є хвороба. Цей вищий рівень коливання є лише фактором, коли бактерії потрапляють у кров, але не впливає на нормальне середовище людського горла.
Краще розуміння того, як змінюються ці бактерії, коли вони знаходяться в крові, може допомогти нам боротися із захворюваннями, такими як менінгіт. Ми будемо краще розуміти, як виникають симптоми, і, що головне, ми зможемо вирішити будь-яку резистентність до антибіотиків схована в ДНК бактерій.
Прихований потенціал
Наша власна ДНК також працює високий рівень криптовалюти. Потенціал криптовалютних генетичних варіантів, захованих у нашій ДНК, раптом стає не таким виразним завдяки змінам навколишнього середовища, викликає серйозне занепокоєння.
Хоча ми все ще не розуміємо точних наслідків криптовалюти, кілька змін у нашій ДНК, мовчки успадкованих від наших предків, вже були пов'язані з підвищеним ризиком захворювань, таких як астма or рак. Для людей із цими змінами, швидше за все, впливає вплив вихлопів автомобілів.
Однак можуть бути і рішення, і проблеми, приховані в ДНК. Як світ потепліє внаслідок зміни клімату, чи може криптова генетична варіація дати нам та іншим видам потрібний життєвий шлях? Зростаюча здатність швидко розвиватися та адаптуватися, можливо, є тим, що стоїть між видом, який пережив глобальне потепління та вимирання.
про автора
Майкл Дж. Портер, викладач молекулярної генетики, Університет Центрального Ланкаширу
Ця стаття перевидана з Бесіда за ліцензією Creative Commons. Читати оригінал статті.
Схожі книги:
Тіло веде рахунок: мозок, розум і тіло в лікуванні травми
Бесселя ван дер Колка
Ця книга досліджує зв’язки між травмою та фізичним і психічним здоров’ям, пропонуючи ідеї та стратегії зцілення та відновлення.
Натисніть, щоб дізнатися більше або замовити
Дихання: нова наука втраченого мистецтва
Джеймс Нестор
Ця книга досліджує науку та практику дихання, пропонуючи ідеї та методи покращення фізичного та психічного здоров’я.
Натисніть, щоб дізнатися більше або замовити
Парадокс рослин: приховані небезпеки в «здорових» продуктах, які викликають хвороби та збільшення ваги
Стівен Р. Гандрі
Ця книга досліджує зв’язки між дієтою, здоров’ям і хворобою, пропонуючи ідеї та стратегії для покращення загального здоров’я та самопочуття.
Натисніть, щоб дізнатися більше або замовити
Кодекс імунітету: нова парадигма справжнього здоров’я та радикальної боротьби зі старінням
Джоел Грін
Ця книга пропонує новий погляд на здоров’я та імунітет, спираючись на принципи епігенетики та пропонуючи ідеї та стратегії для оптимізації здоров’я та старіння.
Натисніть, щоб дізнатися більше або замовити
Повний посібник із голодування: зцілюйте своє тіло за допомогою періодичного, іншого дня та тривалого голодування
доктора Джейсона Фунга та Джиммі Мура
Ця книга досліджує науку та практику голодування, пропонуючи ідеї та стратегії для покращення загального здоров’я та благополуччя.
