Harvoin ympäristömme on muuttunut niin nopeasti. Ilmastomuutoksen lisäksi altistamme itsemme ilmansaasteille, microplastics ja ennennäkemätöntä rasva-, suola- ja sokeripitoisuutta ruokissamme.
Ympäristönmuutos on yksi niistä asioista, joka voi tuottaa suuria, vakavia mutaatioita DNA: ssa, jotka voivat johtaa nopeasti sairauksiin, kuten säteilyn aiheuttamaan syöpään. Mutta meidän DNA: ssa on myös monia pieniä piilotettuja mutaatioita. Vaikka heillä ei alun perin ole vaikutusta meihin kehon käyttämien geneettisten temppujen ansiosta, jotka suojaavat meitä, nämä "salalliset" variaatiot voivat rakentua useiden sukupolvien ajan ja sitten saada ne elämään suurten ympäristömuutosten myötä.
Viimeaikaiset tutkimukset ovat osoittaneet, kuinka tärkeitä nämä salalliset variaatiot ovat evoluutiolle. On mahdollista, että he voivat olla kasvavan riskin takana diabeteksen, syövän ja sydänsairauksien kaltaisista ongelmista ja voivat jopa tuottaa uusia sairauksia. Mutta nämä mutaatiot voisivat myös olla esi-isiemme piilotettuja lahjoja, joiden avulla voimme sopeutua nopeammin kohtaamiemme ongelmiin, sairauksista ja ilmastonmuutokseen.
DNA: n muutokset yhdessä luonnollisen valintaprosessin kanssa antavat lajeille mahdollisuuden kehittyä. Jotkut geneettiset variaatiot tarjoavat selektiivisen edun, ja yksilöt, joilla niitä on, selviävät todennäköisemmin ja siirtävät geeninsä levittäen niitä vähitellen koko lajiin. Mahdolliset haitat, jotka vähentävät yksilön selviytymis- tai lisääntymismahdollisuuksia, ovat vähemmän todennäköisiä, että ne siirtyvät tuleville sukupolville.
Puskuri muutosta vastaan
Salaperäinen geneettinen variaatio antaa meille kolmannen vaihtoehdon. Joillakin DNA: n muutoksilla ei ole juurikaan vaikutusta tai ei lainkaan vaikutusta. Niillä ei ole etuja tai haittoja, mutta ne kehittyvät hitaasti sukupolvien ajan. Nämä variaatiot piiloutuvat eri tavoin. Esimerkiksi yksinkertaiset organismit kykenevät vähentämään ympäristön muutosten vaikutusta niiden biologisiin toimintoihin käyttämällä menetelmää, joka tunnetaan nimellä kanavointi. Tämä tarkoittaa, että niiden DNA: n pienet muutokset eivät aiheuta näkyviä eroja.
Joskus geenit kopioituvat jopa DNA: n eri osiin, niin että niitä on redundanssi järjestelmässä. Kaikki muut geenit voivat sitten piiloutua yhdessä geenissä.
Monimutkaisissa elämänmuodoissa monet uudet muunnelmat jäävät myös näkymättä, koska meillä on kaksi versiota useimmista geeneistämme (yksi äidiltä ja toinen isältä), ja yksi versioista on hallitseva yli muiden. Salaperäiset geneettiset variaatiot ovat recessiivisiä (eivät hallitsevia) tässä suhteessa, joten normaaleissa olosuhteissa ne eivät näy.
Siinä on myös joitain erittäin pieniä muutoksia Älä aiheuta todellisia muutoksia organismin biokemiaan. Ehkä he vaihtavat yhden proteiinikomponentin jotain hyvin samanlaista.
Kaikki nämä asiat toimivat puskurina fysikaalisia muutoksia vastaan, mahdollistaen DNA: n variaation muodostumisen, joka tulee näkyviin vasta, kun ympäristössä tapahtuu merkittävä muutos. Monet evoluutiogenetiikan alan tutkijat uskovat, että tämä salaperäinen geneettinen variaatio voi vastata ongelmaan, kuinka lajit ovat kyenneet nopeasti sopeutumaan uusiin haasteisiin aiemmin. Galapagossaarten peippoja auttoi Darwinia kehittämään evoluutioteoriansa, ja näkemiensä erityyppisten nopea luominen on hyvin todennäköisesti esimerkki salaperäisestä variaatiosta työssä.
Valaiseva koe: fluoresoiva vihreä E. coli bakteerit. KPWangkanont / Shutterstock
Tämän muutoksen havaitseminen eläimissä tai luonnossa on mahdotonta, koska kyseessä ovat useiden sukupolvien aikataulut. Mutta tutkijoita Zürichin yliopistossa äskettäin käytetty E. coli bakteerit todistaakseen tämän variaation merkityksen evoluutiossa ja sopeutumisessa uusiin ympäristöihin.
He loivat kokeiluissaan keinotekoisen ympäristön, jossa bakteereilla, jotka pystyivät tuottamaan vihreää fluoresenssia, oli etuna verrattuna keltaista tuottaviin bakteereihin. Tutkijat osoittivat, että bakteerikoloniat, jotka sisälsivät korkeampia salauksen variaatioita, pystyivät vaihtamaan nopeammin fluoresoiviin vihreisiin.
Tämä oli pieni, bakteereille merkityksetön muutos, mutta erittäin selkeä todiste siitä käsitteestä, että salauksen vaihtelut voivat auttaa lajeja sopeutumaan nopeammin ympäristön muutoksiin. Tämä voi olla erittäin tärkeä ymmärrettäessä salauksen vaihtelun merkitystä kriittisissä järjestelmissä, jotka vaikuttavat sairaudenkestävyyteen ja alttiuteen.
Würzburgin yliopiston tutkijat ovat osoittaneet, että salaperäisen geneettisen variaation taso Neisseria meningitidis, bakteeri, joka voi aiheuttaa aivokalvontulehduksen, myötävaikuttaa siitä aiheutuvan sairauden haitallisuuteen. Tämä korkeampi variaatiotaso on vain tekijä, kun bakteerit saapuvat verenkiertoon, mutta sillä ei ole vaikutusta ihmisen kurkun normaaliin ympäristöönsä.
Parempi ymmärrys siitä, kuinka nämä bakteerit muuttuvat, kun ne ovat veressä, voi auttaa meitä torjumaan tauteja, kuten aivokalvontulehdusta. Meillä on parempi käsitys siitä, kuinka oireet ilmenevät, ja mikä tärkeintä, voimme puuttua mihin tahansa antibioottiresistenssiin piilossa bakteerien DNA: ssa.
Piilotettu potentiaali
Omalla DNA: llamme on myös satamia korkeat salauksen vaihtelut. Mahdollisuus, että DNA: han piilossa olevat salaperäiset geneettiset variantit muuttuvat yhtäkkiä niin salauksellisiksi ympäristön muutosten ansiosta, on vakava huolenaihe.
Vaikka emme vieläkään ymmärrä salaisen vaihtelun tarkkaa vaikutusta, useat muutokset DNA: ssamme, jotka ovat hiljaa perineet esivanhempiamme, on jo liitetty lisääntyneeseen sairauksien, kuten astma or syöpä. Henkilöille, joilla on nämä muutokset, altistumisella autojen pakokaasuille on todennäköisemmin vaikutusta.
DNA: hon voi kuitenkin löytyä myös ratkaisuja ja ongelmia. Kun maailma lämpenee ilmastomuutoksen seurauksena, voisiko salaperäinen geneettinen variaatio antaa meille ja muille lajeille kaivatun pelastusköyden? Lisääntynyt kyky kehittyä nopeasti ja sopeutua voi olla kaikki, mikä on ilmaston lämpenemisestä selviävien lajien ja sukupuuttoon sukupuuttoon.
Author
Michael J Porter, Molecular Geneticsin luennoitsija, Keski-Lancashiren yliopisto
Tämä artikkeli julkaistaan uudelleen Conversation Creative Commons -lisenssin alla. Lue alkuperäinen artikkeli.
Liittyvät kirjat:
Keho pitää pisteet: Aivomieli ja keho trauman paranemisessa
esittäjä (t): Bessel van der Kolk
Tämä kirja tutkii trauman ja fyysisen ja henkisen terveyden välisiä yhteyksiä ja tarjoaa oivalluksia ja strategioita paranemiseen ja palautumiseen.
Klikkaa saadaksesi lisätietoja tai tilataksesi
Breath: kadonneen taiteen uusi tiede
Kirjailija: James Nestor
Tämä kirja tutkii hengityksen tieteitä ja käytäntöjä ja tarjoaa oivalluksia ja tekniikoita fyysisen ja henkisen terveyden parantamiseksi.
Klikkaa saadaksesi lisätietoja tai tilataksesi
Kasviparadoksi: "terveellisten" elintarvikkeiden piilotetut vaarat, jotka aiheuttavat sairauksia ja painonnousua
Kirjailija: Steven R. Gundry
Tämä kirja tutkii ruokavalion, terveyden ja sairauksien välisiä yhteyksiä ja tarjoaa oivalluksia ja strategioita yleisen terveyden ja hyvinvoinnin parantamiseksi.
Klikkaa saadaksesi lisätietoja tai tilataksesi
Immunity Code: Uusi paradigma todelliselle terveydelle ja radikaalille ikääntymisen estämiselle
Kirjailija: Joel Greene
Tämä kirja tarjoaa uuden näkökulman terveyteen ja immuniteettiin, hyödyntäen epigenetiikan periaatteita ja tarjoaa oivalluksia ja strategioita terveyden ja ikääntymisen optimoimiseksi.
Klikkaa saadaksesi lisätietoja tai tilataksesi
Täydellinen opas paastoon: paranna kehosi jaksoittaisella, vuorotellen ja pitkällä paastolla
Tohtori Jason Fung ja Jimmy Moore
Tämä kirja tutkii paastoamisen tiedettä ja käytäntöä ja tarjoaa oivalluksia ja strategioita yleisen terveyden ja hyvinvoinnin parantamiseksi.
