Izkopanine

Izkopanine ali fosili, so kosti tudi fosili ali ne? Saj ne vem, ne najdem pravega odgovora. Vem le, da beseda fosil izhaja iz latinske besede fossus ali izkopanina. Torej je fosil izkopanina. Izkopljemo lahko ostanke živali (zoolite) in rastlin. Kljub temu, da so fosili po navadi nekaj starega, in starejši ljudje ter starejše stvari so polni neke čarne modrosti, so lahko tudi nadvse zabavni. Pripovedujejo nam zgodbo evolucije življenja na svetu in na koncu boste videli, da so fosili, dokler jih nismo znali pravilno datirati oz. določiti njihove starosti, lahko tudi zavajali, še posebno takrat, kadar so si ljudje želeli preveč ali bili objestni.

Pri preučevanju človeške evolucije so izkopali kar nekaj fosilov. Najbolj dejavna je bila rodbina Leakey, ki se je potepala po vzhodni Afriki, natančneje po Tanzaniji, v Olduvaiju, Keniji in Etiopiji. Seveda so bili prisotni še drugi arheologi in paleoantropologi. Za več informacij, v zabavo, morda za ples, vsekakor pa za širjenje obzorij, si lahko ogledaš spodnji Hominid Rap, ki super predstavi skoraj vsa pomembna odkritja za razlago čudovite zgodbe človeške evolucije.

Jaz pa se bom tokrat posvetila odkritju Piltdownskega moža. Če si prisluhnil oz. prisluhnila rapu o hominidih, potem že veš, da je bila vse skupaj velika potegavščina. Hm, o čem govorim?

Leta 1912 je Charles Dawson odkril lobanjo v Sussexu, v Angliji. Lobanja je imela znake primitivnega človečnjaka, torej prednika sodobnega umnega (razumnega) človeka. Poimenoval ga je Eoanthropus dawsoni. Bil je popoln, najden v Angliji, z večjim delom lobanje sodobnega človeka in primitivno čeljustnico. Prepričani so bili, da gre za povezavo (missing-link) med našimi najbližjimi predniki, primati, in rodom Homo. Zraven so odkrili še nekaj kosti že izumrlih živali. Šele leta 1949 so podvomini v avtentičnost najdbe in preverili najdbo z analizo fluora v vzorcu.

Analiza temelji na dejstvu, da se kemična sestava organskih ostankov v času spreminja. Tako v kosteh organske snovi razpadajo, vedno manj je dušika, medtem ko se anorganske spojine nalagajo, vedno več je fluora in urana. Iz tega lahko v primeru več najdb na enem mestu primerjajo vsebnost dušika (N) in fluora (F) v vzorcih. Če so vzorci iz enakega območja, tako pričakujejo, da imajo enako vsebnost N in F.

V primerih najdbe Piltdownskega moža to ni bilo potrjeno. Ostali ostanki kosti so bili starejši in vsebovali drugačno razmerje dušika in fluora. Kasneje so ugotovili, da je bila lobanja pobarvana, medtem ko je spodnja čeljustnica pripadala orangutanu in bila obdelana, da se je prilegala lobanji sodobnega človeka. Tako so odkrili eno največjih in najbolj znanih potegavščin v znanosti v prejšnjem stoletju.

Še bolj zanimivo je dejstvo, da uganka, kdo je podtaknil kosti, še zmeraj ni rešena. O tem so pisali tudi lani v reviji Nature. Med možnimi osumljenci je bil v začetku tudi Sir Arthur Conan Doyle, tj. slavni pisatelj, v čigar glavi se je rodil detektiv Sherlock Holmes. Sedaj je spet zelo priljubljen, saj si vsi želimo biti Šerloki in misliti ter opazovati okolico tako dobro kot slavni detektiv. Moja sestra, velika oboževalka detektiva, vedno reče: “Bravo Sherlock!” Ampak zaenkrat še ne moremo čestitati Angležem, ker zgodba o Piltdownskem možu še ni razrešena. Med najbolj verjetnimi osumljenci sta najprej sam odkritelj kosti Charles Dawson in njegov pomagač, duhovnik Teilhard de Chardin, ki je kasneje postal filozof in paleontolog. Ali pa sta bila krivca Martin Hinton, ki je kasneje postal kustos v londonskem naravoslovnemu muzeju, in morda Arthur Smith Woodward, paleotolog, ki je bil takratni vodja geološkega oddelka muzeja. Prav vsem bi tovrstno odkritje prišlo prav, še posebej ker so nekaj let prej v Nemčiji odkrili okostje Homo heidelbergensisa (datirano 400.000 do 600.000 nazaj), in v Indoneziji okostje Javanskega človeka (datirano 1,5 milijona let nazaj), ki sedaj sodi v vrsto Homo erectus erectus. Angleži pa so nekako nesrečno ostali brez svoji kosti; pač ne moraš vedno imeti, kar si zaželiš.

Mimogrede, tudi vmesnega člena med predniki primatov oz., bolj natančno, med predniki šimpanzov in rodovi hominidov ne poznamo oz. še ni bil odkrit. Vse več dokazov kaže na to, da gre verjetno za več vzporednih vej v evolucijskem drevesu človeka in samo ena je vodila do nas, medtem ko so ostali rodovi in vrste izumrle.

Morda bi moral biti naslov tega zapisa potegavščina. Pa naj bo kar fosil. Naj vam predstavim na hitro še zanimivo raziskavo, ki nam lahko iz fosilnih ostankov pove še več o evoluciji in spolni selekciji. Besedna zveza spolna selekcija je oblika naravne selekcije, ki osebku na podlagi njegovih lastnosti, ki povečujejo možnosti za parjenjeje, povečuje privlačnost osebka za to, da postane potencialni spolni partner. Morda si je Charels Dawson s svojo najdbo želel povečati ugled pri dekletih, pavjega repa pa si pač ni mogel dodati. Lahko bi ubral bolj Dalijevsko tehniko, ki se je baje ob osvajanju svoje muze Gale nadišavil s kravjim gnojem.

Dovolj okolišenja! Raziskovalci so torej ugotovili, da bi lahko s skrbno analizo in primerjanjem fosilnih ostankov s sedaj živečimi vrstami določili, katere lastnosti najdenih izumrlih živali so bile tiste lastnosti, ki so bile pomembne za spolno selekcijo in s tem za širjenje določenih genov. Poleg tega, da so odkrili zunanje lastnosti, specifično povezane z videzom in tudi vedenjem, ki je pri nekaterih vrstah pomemben del spolne selekcije, nam omogočajo fosilni ostanki prepoznavati tudi spolni dimorfizem izumrlih vrst, kar pomeni, da se ženski in moški osebki razlikujejo. Vse to podpira zamisel, da je bila spolna selekcija v evoluciji živalskega sveta prisotna že bolj zgodaj, kot smo predvidevali do sedaj.

Izlitje semen iz sporangija v Rhynie Chert fosilu

Mimogrede, na fosilnih ostankih lahko vidimo tudi prvo izlitje semen iz sporangija. V kamnih vidimo arhegonije in anteridije. Prvi so ženski spolni organ, drugi pa moški, in to pri mahovih, praprotih in večini golosemenk. Ostanki kažejo na starost med 408 in 363 milijoni let nazaj ali obdobje Devona.

To je to!

Z

Roza ali pink

Si že opazil oz. opazila, da je moja piškotarna roza barve? Verjetno si. Morda si eden oz. ena izmed takih, ki se je zgrozil oz. zgrozila ob mojem barbikastem ozadju. Vse to ima zgodbo.

Moji roziji

Nekje v gimnaziji sem imela obdobje navduševanja nad barvami, kar pomeni, da sem oz. imam še zmeraj rada žive barve. Še posebej to velja za živo roza (pink) in na neki način tudi za njeno nasprotnico – živo zeleno. Zakaj je nasprotnica, si preberi v današnjem zapisu in oglej video na koncu.

Torej roza oz. pink. Beseda izhaja iz nizozemščine, in sicer iz poimenovanja rastlin, ki jim mi rečemo nageljni ali Dianthus. Ti lahko imajo rahlo negativno konotacijo, saj marsikje dajejo rdeče nageljne, ki naj bi simbolizirali vzdržljivost in ljubezen, na grob pokojnih. V rodu nageljnov poznamo tudi druge nageljne, ki so lahko tudi malo roza obarvani. Beseda nima pojasnjenega izvira, eden izmed možnosti je glagol to pink ali okrasiti z vzorcem. Besedo so za opis barve prvič uporabili Nizozemci v 17. stoletju.

Beseda roza ima izvor še iz stare Grčije, verjetno je šlo za popačenje besede rhodon, ki naj bi izvirala v starem Iranu z besedo warda. Prvič so jo v Angliji uporabili za opis barve v 14. stoletju. Roza je torej starejša in morda primernejša.

Ampak najhujše dejstvo današnjega bloga šele sledi: roza barva ne obstaja. To sem izvedela prejšnji teden. No, če bi mi barve deset let nazaj predstavili na ta način, bi pa le malo več vedela o fiziki. Na žalost me njeno nepoznavanje še zmeraj tepe. Zatorej, mlajši bralci, bodite pozorni pri pouku fizike! Tudi ta je pomembna in lahko zelo zanimiva.

Si si že opomogel oz. opomogla nad dejstvom, da roza ne obstaja? Če si, si oglej video, da izveš, zakaj. Roza dobimo, če zmešamo vijolično, ki jo najdemo v pasu okoli 400 nm, in rdečo, ki se nahaja pri 650 nm. Kako bi torej lahko vmes imeli roza, ko pa so tam še vse naslednje barve; modra, zelena, rumena, oranžna (v tem vrstnem redu)?

Še dobro, da nosim okoli svoje možgane, ki ustvarjajo moje rozije okoli mene … No, če potrebujete še kakšen par tega najbolj kompleksnega in čudovitega organa, ga lahko dobite tukaj. 🙂

To je to! Uživajte v barvah!
Z

Lizosom

Celice so kul, celice nas sestavljajo, mi smo v bistvu ena velika kepa celic. Celice rade delujejo in se povezujejo skupaj. Celice so kot tovarne. In še več primer bi lahko naštela. Toda danes se želim na kratko ustaviti pri lizosomu, posebnem delu celice, organelu, kakor v celici poimenujemo dele, ki ustrezajo organom.

Beseda lizosom je sestavljena iz besede lysis, ki pomeni razpad oz. razgradnjo, in besede soma ali telo. Prvi jo je uporabil francoski citolog – to je nekdo, ki se ukvarja s preučevanjem celic – in biokemik Christian de Dule leta 1949. Za odkritje lizosomov si je prislužil tudi Nobelovo nagrado. Še se spomnite čokolade – le koliko je je pojedel?

Lizosomi so celični organeli, ki razgrajujejo nepotrebne snovi in proteinske komplekse v celici. Lizosomi so obdani z membrano, v njihovi notranjosti pa najdemo okolje s pH vrednostjo nekje med 4,5 in 5. To pomeni, da je tam zelo kislo – tako kot v našem želodcu, kjer je pH, mimogrede rečeno, lahko tudi nižji od 3. Lizosom je torej želodec celice, v katerem najdemo različne hidrolitične encime: proteaze, nukleaze, glikozidaze, lipaze, fosfolipaze, fosfataze in sulfataze. To so encimi, ki ob prisotnosti vode razgradijo proteine, lipide in druge snovi v celici na bolj preproste sestavne enote. Te lahko celica kasneje ponovno uporabi za izgradnjo določenih kompleksnejših snovi, kot so proteini, ali pa jih odstrani. Celice imajo torej boljšo smetarsko politiko kot skorajda katerakoli človeška družba daleč naokoli. Narava je res nekaj izjemnega.

Lisozomi so tudi povezani s boleznimi, ki jih imenujemo lizosomske bolezni (Lysosomal storage diseases) ali na kratko LSD. Do bolezni pride, ko kakšen izmed tipičnih lizosomskih prebivalcev (encimov) ne deluje pravilno ali pa ni prisoten v določeni celici oz. njenih lizosomih. Tako se lahko začnejo odpadne snovi kopičiti v celici in dobimo celice z različnimi vključki. Primer so npr. zebrasta telesca, ki nastanejo, če v lizosomih ni posebnega encima za razgradnjo lipidov. Ker lipidi sestavljajo membrane, ne pride do razgradenj membran. Tako dobimo celične vključke, kjer se membrane zložijo vzporedno, kar lahko vidimo pri posnetku z elektronskim mikroskopom kot zebrasti vzorec.

Na slikah B, C, D povsod vidimo zebrasta telesca. Sliki (elektronska mikrografija) A in B prikazujeta preparat dela nevrona. Slika C je endotelna celica in slika D celica gladkih mišic.

Fabry’s disease: An ultrastructural study of nerve biopsy

Celica ima torej tudi želodec in dobro organizirano smetarstvo, o čemer bi bilo mogoče še govoriti, saj ima celica še mnogo drugih organelov z različnimi drugimi nalogami. Pa naj ostane za drugič! Te naše celične tovarne.

To je to!
Z

Mezik ;)

Dekleta, se spomnite tistega dne, ko vam je tisti luštni fant nasproti v avtobusu pomežiknil, ve pa niste vedele, kaj naj naredite? Nekatere ste se mu verjetno suvereno nasmehnile nazaj, druge pa malo manj suvereno vrnile pogled z nasmeškom na obrazu; ob tem je vaš obraz v rahli zadregi malo pordečil. Nič hudega.

Oprostite fantje, da sem vas takole izločila iz današnjega uvoda. Tudi vam želim, da vam kakšna pogumna luštna punca nameni kakšen iskriv pomežik. Beseda tedna je mežik oz. mežikanje. Ljudje v povprečju z očmi v minuti mežikamo kar 15 do 20 krat. Dolgo časa so mislili, da ima mežikanje funkcijo varovanja in navlaževanja oči. Ampak, ali je to res potrebno storiti kar 15 krat v eni minuti, so se vprašali japonski znanstveniki.

Zanimivo je, da različni ljudje ob ogledu enakih stvari pogostokrat pomežiknejo ob enakih trenutkih. V glavnem takrat, ko lahko naredijo premor in pozornost odvrnejo od filma. Raziskovalci so tako spremljali mežikanje in sočasno delovanje možganov (s fMRI) ljudi ob ogledu filma, in sicer Mr. Beana. Gospoda fižolčka so izbrali zato, ker so bile študije mežikanja že narejene ravno ob tem filmu. Ugotovili so, da v trenutku pomežika zaznavajo nižjo aktivnost v predelih, ki sestavljajo t. i. dorzalnih pozornostnih omrežji (dorsal attention network), in povišano aktivnost v predelih možganov, ki sestavljajo t. i. privzeta omrežja (default network – DN). Mreža privzetega načina (default mode network) sestavlja nekaj predelov možganov, ki so aktivni, ko posameznik ni pozoren na zunanji svet in so njegovi možgani v stanju budnega počitka. Ti predeli naj bi bili aktivni tudi v trenutkih dnevnega sanjarjenja.

Z raziskavo so predstavili zamisel, da pride v primeru nezavednega mežikanja do recipročnih sprememb v dveh možganskih omrežjih. Ob pomežiku pride do aktivacije v privzetem omrežju (default network) in recipročne deaktivacije v t. i. dorzalni pozornostnem omrežju. Hipna aktivacija DN bi glede na nekatere hipoteze lahko omogočila možganom oz. nam, da po pomežiku oz. s pomežikom povečamo pozornost v obdobju, ki sledi takoj za tem, in to ponavljamo ves čas. Odkrili so tudi, da se možgani zares spočijejo šele, ko zapremo oči, in da ni dovolj, da smo samo v zelo temnem prostoru. Šele ob zaprtih očeh se pojavijo alfa valovi, ki jih zaznavamo tudi v stanju budnega počitka oz. spoščanja. V primeru opisane raziskave se je to pokazalo v preizkusu, ko so v film umetno ustavili premore s črnim zaslonom po 165 ms, kar naj bi ustrezalo dolžini pomežika.

Podoben mehanizem povečanja trenutne pozornosti z mežikanjem bi lahko opisali s powernapi oz. analogno s polnjenjem sodobnih baterij, ki se lahko v kratkem času napolnijo skoraj za štiri petine svoje celotne moči. Saj veste, da se vam to dogaja ves čas, ko pozabite napolniti svoje pametne telefone, ki tako veselo “žrejo” energijo.

Kakorkoli, ljudje vseeno potrebujemo spanec in sanje, da se zares spočijemo in smo lahko polni energije in pozornosti za naslednji dan, pa naj gre za pozornost, ki jo namenjaš tistemu fantu, ki ti je všeč oz. do tiste deklice, ki jo skušaš osvojiti; ali pa za pozornost, ki jo potrebujemo, da opravljamo ostale vsakodnevne dejavnosti, od pisanja bloga, učenja, nakupovanja, kuhanja in tako naprej.

Mimogrede, začeli smo s teorijo, da mežikamo zaradi zaščite in navlaževanja oči. Kako pa to počno druge živali?

Gekoni na primer v ta namen oči kar poližejo s svojim dolgim jezikom. Kače imajo čez svoji očesi še brille oz. posebno transparentno nemobilno plast kože, ki služi kot zaščita. Nekatere živali, na primer morski psi, plazilci, dvoživke, ptiči in nekateri sesalci, imajo žmurko (ja, res se ji tako reče in strinjam se, da bi bila beseda vredna svojega lastnega zapisa za TBT). Žmurka ali niktitanska membrana (nictitating membrane) je prozorna tretja veka, ki služi zaščiti in navlaževanju očesa. Pri sesalcih je pogosto zakrnela oz. obstaja samo rob te membrane. Pri človeku je vse skupaj zreducirano v plica semilunaris. Zato pa imamo ljudje tudi veko, s katero lahko veselo mežikamo, tako zavedno in še pogosteje nezavedno.

Še en iskriv pomežik! 😉 Mimogrede, ne vem, zakaj vidim povezavo med mežikom in iskrico v očeh; morda ima kaj pomena v etimologiji angleške besede za mežikanje, to blink, ki izvira iz nemške besede blinken, kar pomeni svetiti, iskriti, lesketati se. Pa čim več iskrivih pogledov in pomežikov.

To je to!
Z

Transpozoni

Transpozoni, imenovani tudi “skakajoči geni” (jumping genes), so zaporedja DNA, ki se lahko premikajo po genomu iz enega mesta na drugega. S tem lahko pride do mutacij in drugačnega prepisovanja genoma.

Transpozone je prva odkrila ena izmed tistih žensk, ki so dobile Nobelovo nagrado (le 5 % jih je, druge so odnesli moški), Barbara McClintock. Raziskovala je koruzo, predvsem barvo njenih storžev oz. zrn na njih. Spremljala je več generacij koruz, pri katerih se je nenapovedljivo spreminjala barva zrn. V razlago je ponudila procese z določenimi genetskimi elementi, ki se lahko prestavijo oz. dodajo v tisti del genoma, ki nosi načrt za barvo koruznih zrn. Seveda so takrat, že več kot 60 let nazaj, to sprejemali z velikim dvomom. Tako je McClintockova prejela Nobelovo nagrado šele leta 1983.

Sedaj je obstoj transpozonov že dokazan. Obstajata dve večji skupini. Ena uporablja t. i. mehanizem izreži in prilepi (cut and paste), druga pa prepiši in prilepi (copy and paste). Prvi uporabljajo mehanizem izrezovanja in vrivanja iz genoma oz. v genom. Ravno te je prvič opisala McClintockova. V drugo skupino sodijo retrotranspozoni, ki uporabljajo reverzno transkripcijo oz. prepisovanje, da prepišejo prvotno zaporedje transpozicijskega elementa na genomu. Potem se ta prepisani element vstavi v drugi del genoma. Tako je na koncu podvojen v genomu določene celice.

Oba tipa transpozonov sta lahko avtonomna ali neavtonomna, kar pomeni, da se lahko v prvem primeru prosto premikata po genomu. Medtem pa v drugem primeru transpozoni potrebujejo posebne encime, s katerimi se lahko prestavijo v drugi del genoma, tako da so pogostokrat odvisni od drugih transpozicijskih elementov.

Ne ve se, ali transpozoni kaj kodirajo in kakšno funkcijo imajo, zato jih še vedno uvrščamo med vedno manj priljubljeni in uporaben izraz junk DNA ali nekodirajočo DNA.

Kot zanimivost lahko še navedem, da kar 50 % človeškega genoma sestavljajo transpozoni, medtem ko je v rastlinah transpozonskih elementov še več, tudi do 90 %.

Še vedno potrebujemo veliko raziskav na področju premikajočih se elemetov v genomu. Pri enem izmed bolj zanimivih odkritij, da je kar četrtino kravjega genoma prišlo od kač, so sodelovali tudi slovenski raziskovalci.

Odkrili so, da je zaporedje BovB, ki sestavlja velik del kravjega genoma, v velikem delu prisotno tudi v kačjem genomu. Raziskovalci so nedavno odkrili, da pa ta genom ni prisoten, ali vsaj ne tako pogosto, pri evolucijsko bližjih sorodnikih krav. Še vedno pa ne poznamo mehanizma, kako pravzaprav pride do tega oz. na kakšen način; morda so dejavniki prenosa paraziti, kakšni virusi oz. mikroorganizmi, morda tudi naključja in mutacije.

Vse to opisuje tako imenovan horizontalni prenos genov, ki pospešuje evolucijo v domeni prokariontov. Pri evkariontih so to odkrili šele v zadnjem času. Te elemete so poimenovali vesoljski zavojevalci (space invaders, SPIN elements), ki lahko tako rekoč preštopajo iz ene vrste v drugo; verjetno na parazitih, virusih oz. mikroorganizmih. Nihče ne ve. Vemo le, da lahko določena zaporedja na genomu najdemo pri evolucijsko nesorodnih vrstah in da v trenutnih razlagah vodijo štoparski vesoljski zavojevalci (hitchiking space invaders).

To je to!
Z