perjantai 7. tammikuuta 2011

Monisoluisuuden evoluution yksinkertaisuudesta

Yksi biologian suuria arvoituksia on se, miten evoluution suuret harppaukset ovat mahdollisia pelkkien evoluutiomekanismien (mutaatiot, rekombinaatio, luonnonvalinta jne...) avulla. Yksi eliökunnan historian merkittävimmistä muutoksista on ollut monisoluisuuden kehittyminen, mikä arkiajattelun perusteella tuntuu lähes mahdottomalta. Juuri tätä keppihevosta ovat käyttäneet myös tieteellistä ajattelua vastustavat kreationistit perustellessaan jumalallisen ohjauksen välttämättömyyttä.

Nykyinen genomiiikan vallankumous on kuitenkin tuonut monisoluisuuden evoluutiosta uutta ja perin yllättävää tietoa tietoa, jonka perusteella sekä arkiajattelun pessimistisyys että kreationistien älykäs suunnittelija osoittautuvat tarpeettomiksi.

Ensimmäinen tiedonhippunen saatiin, kun sekvensoitiin erään yksisoluisen choanoflagellaatin koko genomi. Choanoflagellaatit ovat yksinkertaisia eliöitä, joiden lähimpiä sukulaisia ovat eläimet. Siten sen genomin vertailu eläinten genomiin kertoo paljon niistä geneettisistä muutoksista, joita on tarvittu monisoluisuuden syntymiseen.

Tutkijat olettivat ennen työtään, ettei choenoflagellaateilta löydy monisoluisuuden rakentamiseen liittyvää geneettistä materiaalia (eli geenejä tai niiden osia) lainkaan. Tai että ainakin joitain merkittäviä geenejä puuttuu.  Tulokset olivat sitten yllättäviä kun huomattiin, että kyllä choenoflagellaatin genomista löytyivät käytännössä kaikki tarvittavat palikat. Monisoluisuus ei siis sittenkään näyttäisi edellyttävän suurta määrää kokonaan uusia geenejä, vaan pelkästään vanhojen geenien ja niiden osien uudenlaista yhdistelemistä - toisin sanoen rekombinaatiota.

Nyt samanlainen vertailu tehtiin Volvox-nimisen yksinkertaisen monisoluisen levän ja sen yksisoluisen sukulaisen (Chlamydomonas) kesken. Tulokset ovat hyvin yhteensopivia Choanoflagellaattitutkimuksen kanssa: myöskään monisoluisen levän kehittyminen ei ole vaatinut valtavaa joukkoa uudenlaisia genejä, vaan vanhojen uudenlaista yhdistelemistä.

Monisoluisuuden syntyminen evoluutiossa on siis lopultakin ollut paljon pienempi evolutiivinen hyppäys kuin aiemmassa ajattelussa on oletettu. Se ei tarvitse mitään erikoisia evolutiivisia mekanismeja, uusien tyhjästä syntyneiden geenien muodostumisia eikä jumalallista ohjausta. Sen sijaan genomiikan keinoin tuotetut uudet tulokset kertovat evoluutiomekanismien ja erityisesti rekombinaation riittävän elämän monimuotoisuuden suuriltakin näyttävien hyppäysten syntymiseen.

Aiempia ajatuksia samasta aihepiiristä:
Uutta tietoa ihmisen evoluution raaka-aineista
Hiivasieni, puhdas urheilu ja geenidoping
Onko ihmisen evoluutio pysähtynyt

2 kommenttia:

  1. Tammikuussa julkaistiin tutkimus, jossa raportoitiin monisoluisuuden kehittyminen yksisoluisessa hiivassa. Hauskaa tässä oli, että ominaisuus kehittyi hyvin nopeasti ja koe oli yksinkertainen.

    http://www.pnas.org/content/early/2012/01/10/1115323109

    VastaaPoista
  2. Kiitos muistuttamisesta. Luin tuon PNASin artikkelin tuoreeltaan ja itse asiassa ajattelin silloin kirjoittaa aiheesta tänne. Silloin ei kuitenkaan ollut aikaa, ja sitten juttu pääsi unohtumaan.

    Oleellista tässä on se, että tieteen edistyessä on yhä selvempää, että suurina evolutiivisina hyppäyksinä pidettyjen asioiden "suuruus" näyttää murtuvan tutkimuksen edistyessä. Tällä on oma pieni merkityksensä ihmiskunnan maailmankuvan kehittymiselle. Ja aikanaan sitä kautta elämän edellytysten parantumiselle eri puolilla maailmaa.

    VastaaPoista

Kiitos ajatuksen lukemisesta

Tervetuloa uudelleen!