În anul 2002 Jennifer A. Leonard, de la Muzeul Naţional de Istorie Naturală din Washington, a publicat un articol în revista Science, în care arăta că informaţiile din ADN-ul mitocondrial extras din rămăşiţe ale uor câini preistorici "sprijină puternic ipoteza conform căreia străvechii câini domestici americani şi eurasiatici împărtăşesc o obârşie comună - lupii cenuşii ai Lumii Vechi".

În acelaşi număr al revistei Science, un alt articol, publicat de Peter Savolainen, Institutul Regal de Tehnologie din Stockholm, bazat pe un studiu despre variaţia secvenţei de ADN mitocondrial de la 654 de câini din toată lumea, arată că originea câinelui domestic este estul Asiei, acum circa 15.000 de ani.

Strămoşul tuturor câinilor este un lup din estul Asiei.

Comentarii -

Ce este o specie?

Conform celui mai mare teoretician evoluţionist de după Darwin, Ernst Mayr, "O specie reprezintă un grup de populaţii naturale care se pot încrucişa, actual sau potenţial, şi care sunt izolate din punct de vedere reproductiv de alte astfel de populaţii".

Cum apare o nouă specie?

Tot Erns Mayr ne descrie cel mai obişnuit mod în care o specie generează o altă specie (speciaţia alopatrică):
:: un mic grup se desparte de restul grupului-mămă şi devine izolat din punct de vedere geografic de grupul strămoşilor.
:: acest grup mic va trece prin schimbări genetice destul de rapide - în comparaţie cu populaţiile mari, care tind să-şi susţină omogenitatea genetică prin încrucişări interne.

Comentarii -

Secvenţierea ADN-ului reprezintă procesul de identificare a ordinii exacte a nucleotidelor moleculei ADN. Această metodă este folosită, de exemplu, pentru a studia microorganismele (bacterii, viruşi) în cadrul cercetării medicale ori pentru a analiza ADN străvechi, ceea ce ne dă o idee despre evoluţia omului şi despre harta migraţiei sale.

Costurile iniţiale ale secvenţierii ADN-ului erau pur şi simplu uriaşe, dar odată cu dezvoltarea tehnologiei şi apariţia unei metode îmbunătăţite de secvenţiere (a doua generaţie de secvenţiere sau secvenţierea paralelă masivă) a avut loc şi o dramatică scădere a costurilor. Iată mai jos o reprezentare grafică sugestivă.

 

 

Comentarii -

Polimerizarea este o adiţie repetată; este reacţia prin care un număr mare de molecule ale aceluiaşi reactant (monomer), cum ar fi etena, se unesc pentru a forma o macromeleculă (polimer). Exemplu de polimeri: cauciuc, mase plastice, fibre şi fire sintetice, dar şi celuloză şi amidon (ultimii doi, naturali).

Comentarii -

Alcanii sunt des utilizaţi drept combustibili. Prin arderea acestora, pe lângă CO2 şi H2O, rezultă o mare cantitate de căldură (căldură de ardere sau căldură de combustie). Căldura combustiei creşte odată cu numărul de atomi de carbon.

Comentarii -

Compuşii organici care conţin alături de legături covalente simple (atomii pun în comun câte un singur electron) şi una sau mai multe legături multiple (pun în comun mai mulţi electroni) se numesc compuşi nesaturaţi.

Comentarii -

Atomii de carbon, spre deosebire de alţi atomi, au proprietatea de a forma legături simple, duble sau triple cu alţi atomi de carbon, alcătuind lanţuri sau catene de carbon.

Comentarii -

Substanţele care au aceeaşi formulă moleculară, dar formule structurare diferite, se numesc izomeri (izos - acelaşi; mesos - compoziţie).

Începând cu C4 sunt posibile mai multe structuri (la metan, etan şi propan, nu, având o catenă dreaptă fără ramificaţii). Astfel, butanul cu catenă liniară se numeşte normal butanul, iar cel cu catenă ramificată se numeşte izobutan. Structura diferită a izomerilor duce la proprietăţi diferite, cum ar fi temperatura de fierbere.

Comentarii -

Clasificarea hidrocarburilor

:: Hidrocarburi alifatice (nearomatice):
    : saturate (conţin doar legături simple)
        :: alcani (conţin doar legături covalente de tip carbon-carbon şi carbon-hidrogen). Cei lichizi au miros caracteristic de benzină. Primii patru termeni au denumiri specifice: metan (CH4), etan (C2H6), propan (C3H8) şi butan (C4H10).
        :: cicloalcani
    : nesaturate (conţin şi legături multiple)
        :: alchene (conţin o legătură dublă)
        :: alcadiene (conţin două duble legături)
        :: alchine (conţin o triplă legătură)
:: Hidrocarburi aromatice (arene)
    : mononucleare (conţin un nucleu benzenic)
    : polinucleare (conţin două sau mai multe nuclee benzenice)

Comentarii -

Cele mai simple substanţe organice sunt combinaţii binare ale carbonului cu hidrogenul, numite hidrocarburi. Toţi ceilalţi compuşi organici pot fi consideraţi ca derivând de la hidrocarburi prin înlocuirea unuia sau mai multor atomi de hidrogen cu alţi atomi sau grupe de atomi şi de aceea se numesc - derivaţi ai hidrocarburilor.

Chimia organică este chimia hidrocarburilor şi a derivaţilor lor.

Comentarii -

Conceptul de chimie organică a fost introdus de chimistul suedez Berzelius, pentru a diferenţia compuşii organici de origine vegetală sau animală de cei anorganici, de provenienţă minerală.

Comentarii -

Este interesant de ştiut, credem, că Newton nu avea o explicaţie pentru modul în care acţionează gravitaţia. Newton a descris matematic foarte bine modul în care corpurile se atrag în capodopera sa, "Principia", dar nu avea ideea cum se întâmplă asta. Iată ce spunea, într-o scrisoare:

"Faptul că gravitaţia ar trebui să fie înnăscută, inerentă şi esenţială materiei, aşa încât un corp să poată acţiona asupra altui corp la distanţă, printr-un vid, fără intermedierea vreunui alt lucru prin care acţiunea lor să fie transmisă de la unul la celălalt, este pentru mine o absurditate aşa de mare, încât am credinţa că niciun om a cărui facultate de gândire este competentă în chestiunile filozofice nu îi va cădea pradă".

Comentarii -

Una dintre problemele ştiinţei moderne este aceea că, în anumite zone, ea este doar instrumentală (în sensul că este utilizată ca instrument pentru rezolvarea anumitor probleme), dar îi lipseşte inteligibilitatea, explicaţia logică definitivă. Iată un exemplu: legea gravitaţiei universale a lui Newton nu ne spune "ce este în realitate" gravitaţia, ci doar ne descrie modul în care aceasta se manifestă.

Comentarii -

Harta migraţiei homo sapiens

 

Omul modern, homo sapiens, a apărut în estul Africii acum aproximativ 200 de mii de ani.

Comentarii -

De regulă, de-a lungul istoriei, oamenii şi-au ales perechea din propria localitate ori din zone apropiate geografic. În acest fel, inevitabil s-a ajuns la împerecheri între rude, chiar dacă gradul de rudenie a fost îndepărtat (cine îşi ştie, de pildă, verii de gradul al treilea?).

O consecinţă a acestor obiceiuri de împerechere este că oamenii din aceeaşi localitate / regiune ajung să semene între ei, iar diferenţele dintre regiuni să crească.

La fel cum polimorfismele individuale definesc o persoană ca fiind copilul părinţilor săi, la fel şi oamenii din aceeaşi parte a lumii vor purta semnalul genetic al originii lor geografice.

Comentarii -

 

 

Priviţi la harta de mai sus. Se poate observa că, în fapt, culoarea pielii este în strânsă corelaţie cu distanţa faţă de ecuator.

Populaţiile care locuiesc de-a lungul liniei ecuatorului au pielea mai închisă, pentru că expunerea la razele ultraviolete ce ajung pe Pământ de la Soare necesită mai multă melanină pentru protejarea pielii.

Comentarii -

În 1856 s-a descoperit un craniu în valea Neander din vestul Germanei. Iniţial s-a crezut că e vorba despre rămăşiţele unui om modern cu malformaţii, însă ulterior s-a constatat că este vorba despre o specie distinctă şi larg răspândită, denumită omul de Neanderthal, după locul unde fusese găsit craniul.

Era prima recunoaştere ştiinţifică a unui strămoş al omului şi o dovadă concretă a evoluţiei.

Comentarii -

Studierea ADN-ului, din pricina recombinării genetice (formarea cromozomilor himerici, în urma ruperii unor cromozomi şi lipirea de parteneri, în momentul formării ovulului, respectiv al spermatozoidului), nu permite citirea istoriei scrise în genomul uman.

Mitocondria (organit celular cu rol în respiraţia celulară şi producerea energiei necesare celulei) dispune de propriul genom, fiind singura structură celulară cu genom, cu excepţia nucleului celulei. De ce? Pentru că mitocondria este ce a mai rămas dintr-o bacterie antică înghiţită de unul dintre strămoşii noştri unicelulari.

Genomul mitocondrial există în unic exemplar (nu în dublu exemplar, ca cel din nucleu), deci nu se poate recombina.

Comentarii -

Emile Zuckerkandl (emigrant evreu de origine germană, care şi-a dedicat o bună parte din activitate studierii structurii proteinelor) a colaborat cu laureatul Premiului Nobel, Linus Pauling, în anii '50 şi '60 ai secolului trecut la studiul structurii de bază a moleculei de hemoglobină, purtătoarea de oxigen din sângele tuturor mamiferelor.

Proteinele sunt constituite dintr-o succesiune liniară de aminoacizi (mici unităţi moleculare). Zuckerkandl a observat o formă interesantă de organizare a acestor succesiuni de aminoacizi, pe măsură ce descifra hemoglobine provenite de la diverse animale: acestea erau similare în bună parte, apoi intervenea o diferenţă între ele.

Fascinant era că similitudinea hemoglobinei era direct proporţională cu gradul de înrudire dintre animale. Oamenii şi gorilele aveau practic secvenţe identice de hemoglobină, cu doar două diferenţe, pe când între oameni şi cai era o diferenţă de 15 aminoacizi.

Comentarii -

Doi biologi, Luca Cavalli-Sforza şi Anthony Edwards, au realizat un studiu în 1964, bazându-se pe două ipoteze:

- polimorfismele genetice (caracteristicile variabile din cadrul unei specii) sunt toate neutre (se datorează derivei genetice);

- relaţia dintre populaţii trebuie să respecte legea lui Occam (reducând astfel la minimum schimbarea necesară pentru explicarea datelor).

Pe baza acestor două idei de bază, cei doi au dedus primul arbore genealogic al grupurilor umane. Legăturile dintre populaţii sunt de aşa natură încât populaţiile cu cele mai asemănătoare frecvenţe ale genelor sunt cele mai apropiate unele de altele.

Comentarii -

William de Occam a fost un filozof medieval care a trăit în perioada 1285-1349. Acesta credea în teza lui Aristotel, conform căreia divinitatea şi natura nu lucrează în mod inutil, ci foloseşte mereu un efort minim.

Briciul lui Occam este un principiu care în latină sună în felul următor: Pluralitas non est ponenda sine necessitate (pluralitatea nu trebuie asumată cu necesitate).

Această abordare reprezintă o viziune asupra Universului, desemnată ulterior drept principiul parcimoniei.

O altă versiune de a înţelege briciul lui Occam este următoarea: explicaţia simplă ar trebui preferată unei explicaţii complexe a unui fenomen.

Comentarii -

Explicaţia teoretică a comportamentului genetic al unei populaţii de-a lungul timpului este destul de complicată, însă se poate rezuma la câteva concepte esenţiale:

:: Mutaţia - adică schimbarea aleatoare a unui secvenţe de ADN. Mutaţiile au loc cu o frecvenţă de circa 30 per genom per generaţie (aşadar, orice persoană poartă 30 de mutaţii complet noi, care o diferenţiază de părinţi). Mutaţiile sunt complet aleatorii, ca urmare a unor erori de copiere în procesul de diviziune celulară.

:: Selecţia - adică favorizarea anumitor caracteristici în detrimentul altora. Purtătorii acestor caracteristici deţin avantajul reproductiv (de exemplu, în zonele reci ale globului animalele cu blană groasă sunt avantajate).

:: Deriva genetică - adică tendinţa eşantioanelor mici de a reflecta o imagine deformată a populaţiei din care au fost extrase (dimensiunea redusă a populaţiei poate să ducă la schimbări drastice ale frecvenţei genelor în numai câteva generaţii). Altfel spus, deriva genetică (ori fluctuaţia genetică) reprezintă modificarea întâmplătoare a frecvenței alelelor (una din multiplele forme pe care le poate avea o genă) unei gene într-o populație, de la o generație la alta.

Comentarii -

În anul 1901 medicul austriac Karl Landsteiner a observat o reacţie interesantă pe când amesteca sânge provenind de la două persoane neînrudite: uneori sângele se coagula şi forma cheaguri mari. S-a demonstrat că coagularea este o caracteristică ce se moşteneşte, aceasta fiind prima demonstraţie a diversităţii biochimice a populației umane.

Această observaţie a dus la identificarea grupelor sangvine la om. Dacă aveţi grupa 0, A ori B, clasificarea vine de la Karl Landsteiner.

Comentarii -