Nejrychleji se vyvíjející savec  
Malý hlodavec, kterého většina z nás považuje za myš, mate hlavu genetikům. Jeho genom je snůškou bizarních znaků, které se vymykají mnohým představám o evoluci.

 


Hraboši

Zvětšit obrázek
J. Andrew DeWoody: „Hrabošů je 60druhů, jsou si však neuvěřitelně podobní“.

Pro většinu lidí je hraboš prostě "myš", i když jde o zástupce naprosto jiné čeledi. Hraboše však poznáme na první pohled. Na rozdíl od myši má krátký ocas a krátké, ze srsti téměř nevystupující uši a jakoby „prasečí“ oči.

Hraboši žijí převážně skryti v norách. Za potravu jim slouží zelené části rostlin, v našich krajích to jsou především jetele a vojtěšky. Na zahrádce spořádají téměř vše, od petrželové natě, hrachových lusků mrkve,... Obydlenou noru poznáte podle výkalů u jejího ústí a části zelených rostlin zatažených do ústí nory.

Zvětšit obrázek
Hraboš je nejrychleji se vyvíjející savec na Zemi.

O tom co dokáží "zkonzumovat" přemnožení hraboši by mohl vyprávět leckterý zahrádkář nebo zemědělec. K přemnožení našeho hraboše polního dochází ve čtyřletých intervalech.  Slovo našeho není tak úplně vpořdáku. Hraboš polní  totiž obývá celou Evropu mimo Anglie, Skandinávie a části Středomoří. Vyskytuje se ale i v Přední Asii, v Malé Asii a v Iránu. Je typickým obyvatelem stepí, mezi které můžeme počítat i naše pole a louky. Proniká ale i vysoko do hor. Zjištěn byl i v Tatranském národním parku. Podle Dr. Hanzáka, jak píše v knize Savci, byl zjištěn i na krkonošských hřebenech, dokonce na vrcholu Sněžky, kde žije celá kolonie hrabošů polních.


 

Zvětšit obrázek
Je také snůškou genetických záhad. (Foto: Purdue University)

Kromě hrabošů polních je na světě dalších padesát devět druhů hrabošů a před jejich choutkami si není jistá snad žádná plodina ani plevel. Hraboši žijí po celé severní polokouli. Pouští se i do stromů. Starší stromy ohryzávají především na kmenu, mnohdy i metry nad zemí. Kmeny mladších výsadeb mohou být postupně ohryzávány i v přilehlé části kmene pod zemí, až po kořenový systém.

 

Takto dokáže ohlodávat stromky.

Na polích jsou hraboši velkými škůdci. Účinnou prevencí je včas provedená podmítka s hlubokou orbou, která ničí hraboší nory. Někdy se v jejich likvidaci neobejdeme bez použití chemie. Na to, o jak významného škůdce a o jak rozšířeného tvora se jedná, jsou naše znalosti o něm malé.

 

Evoluční záhada
Hraboši jsou evoluční hádankou, říká J. Andrew DeWoody, docent genetiky na oddělení lesa a přirozených zdrojů na Purdue University. Jehož článek o hraboších, z něhož zde čerpáme, se v tomto měsíci objevil v časopise Genetica. Podle něj jsou hraboši neuvěřitelnou hříčkou přírody s celou řadou bizarních znaků.


60 druhů!

Rod hrabošů má 60 druhů. Všechny se vyvinuly za posledních 500 000 až 2 miliony let. To znamená, že z pohledu vniku nových druhů se hraboši vyvíjejí šedesátkrát až stokrát rychleji, než je tempo, jakým se vyvíjejí ostatní obratlovci.

 

Různé počty chromozomů

Umí ale také zvládat techniku, kterou si hraboši vloží kruhovou mitochondriální DNA do svojí jaderné DNA.

Většinou druhy náležející k jednomu rodu mají shodný počet chromozomů. U hrabošů to neplatí. Uvnitř rodu hrabošů kolísá počet chromozomů a to v rozmezí, které nemá obdoby. Od 17 až do 64 chromozomů. Pro představu jaké počty chromozomů se u savců vyskytují, uvedeme dva extrémy. Nejnižší počet chromozomů v tělní (tj. somatické) diploidní buňce má muntžak červený (Muntiacus muntjak). Tento druh z čeledi jelenovitých, jich má pouze 6. Zatímco například člověk jich má 46, kůň 64.
Nejvyšší počet chromozomů, jaký byl zjištěn u savců, má jeden ze dvou druhů afrických nosorožců - nosorožec dvourohý (Diceros bicornis). Někdy bývá označován jako "černý". Má jich 84.
Hraboši se s počtem chromozomů nemazlí, pokrývají přes 60% savčího početního spektra. Nejen to, vyznačují se mnoha dalšími genetickými bizarnostmi:

 

Obrovský pohlavní chromozom
U jednoho hrabošího druhu, chromozom X (což je jeden ze dvou pohlavních chromozomů, tím druhým je chromozom Y), obsahuje 20% veškerého genomu. Je to zvláštnost, protože většinou obsahují pohlavní chromozomy méně genetické informace, než kolik jich obsahují nepohlavní chromozomy.

 

Samice s Y chromozomem
Další z genetických zvláštností hrabošů souvisí se samčím chromozomem. Samice jednoho druhu hraboše vlastní velkou část Y chromozomu. To je velmi zvláštní úkaz. Proč tomu tak je se zatím neví.
Genetické hříčky jakoby neměly u hrabošů konce.  U dalšího druhu zase mají samec a samice různý počet chromozomů...
Zdá se, jakoby evoluce s těmito tvory experimentovala zvláště rozmařilým způsobem. Proč ale zrovna s nimi, a  jaké zvláštnosti hrabošího genomu to dovolují?

 

Zvětšit obrázek
Pokud tuto hraboší schopnost od nich správně odkoukáme, mohlo by to přispět k rozvoji genové léčby u lidí.

Jsou stejní
Další nepochopitelnou věcí je, že navzdory všem uvedeným genetickým odlišnostem, si jsou všichni hraboši velmi podobní. Některé druhy jsou na základě vnějších znaků nerozlišitelní. Zařadit je do správného druhu je může jen genetická analýza. Sami hraboši přitom s rozpoznáváním druhu nemají nejmenší problémy, poznávají se neomylně. Vědci neví jak to dělají, ale myslí si, že v tom bude hrát úlohu jejich chování.

 

Stírání rozdílu mezi mitochondriální a jadernou DNA
Spolupracovník DeWoodyho, Deb Triant, se nyní  zaměřuje na hraboší mitochondriální genom. Tedy na nepatrnou část genomu, která má kruhovitou strukturu. Jde o DNA, která je součástí organel starajících se v buňce o energii, které se nazývají mitochondrie. Tato mitochondriální DNA, která kóduje jen nepatrnou část genů, je u hrabošů v něčem velmi zvláštní. Má schopnost sama sebe vložit do jaderné DNA. Jaderný genom, jak známo, obsahuje většinu buněčné DNA a odpovídá za řízení buněčných funkcí a vývoj jedince. Tyto důležité funkce jsou soustředěny do jader buněk a tam mitochondriální DNA nemá co pohledávat. Hraboši jsou ale evidentně proti a svojí kruhovou DNA do jader vpravují.
Proč ale vědce nějaké vkládání mitochondriální DNA do jaderné DNA zajímá? Je to proto, že by rádi přišli na způsob, jakým to hraboši dělají. Stejný princip by se totiž možná dal využít v genové léčbě. Jak známo, jedním z problémů, proč se genová léčba neuplatňuje rychleji v praxi je právě ten, že není jednoduché opravnou DNA dostat do jádra tak, aby byla i nadále funkční. Vědci doufají, že se hraboši s námi o způsob jakým to dělají, brzo podělí. 

Datum: 18.09.2006 01:11
Tisk článku

Související články:

Podle geologů žijeme v období slepicénu     Autor: Stanislav Mihulka (15.12.2018)
Může být „evoluční lenost“ výhodou? Za řady podmínek ano.     Autor: Jaroslav Flegr (03.08.2018)
Motýli se vyvinuli až když na Zemi byly květiny. A nebo to bylo jinak?     Autor: Josef Pazdera (14.01.2018)
Proč ptáci nemají zuby?     Autor: Josef Pazdera (04.10.2017)
V jižním Peru našli fosilii pravelryby, byla zubatá a nohatá     Autor: Josef Pazdera (14.05.2017)



Diskuze:

Ad rozpětí počtu chromozómů

Pavel Brož,2006-09-19 00:36:27

Ono asi nejzvláštnější je to rozpětí počtu chromozómů. Samotné rozpětí počtu chromozómů přitom samo o sobě až tak divné není, např. třeba u některých relativně příbuzných ryb bývá také obrovské, spíše je zajímavé, že v případě hrabošů zůstává jejich fenotyp skoro tentýž bez ohledu na to, jak jsou jednotlivé geny rozházeny do jednotlivých chromozómů. Vlastně i genom těch hraboších druhů bude velice podobný, lišit se bude pravděpodobně asi jen umístění jinak identických genů. Když si to člověk srovná s obrovským rozpětím fenotypu u psů (od mrňavých srnčích pinčů až po obří vlkodavy), přičemž psi tímto rozptylem počtu chromozómů (aspoň pokud vím) netrpí, tak je to opravdu velice zajímavé.

Mezi všemi 60 druhy hrabošů nebudou asi ty počty chromozómů od 17 do 64 zastoupeny rovnoměrně, očekával bych kumulaci kolem počtů 17, 32 a 64 chromozómů, což by svědčilo o celkem oblíbeném evolučním triku spočívajícím ve zdvojení chromozómové sady. Také by bylo zajímavé, kdyby ta "nestabilita" umístění jednotlivých genů na těch či oněch chromozómech souvisela právě s tou schopností hrabošů vkládat kruhovou mitochondriální DNA do jaderné. Což by se dalo asi nejlépe podepřít, pokud by se podařilo nalézt jiný živočišný rod, který by tu inzerci mitochondriální DNA také zvládal a také by trpěl tím velkým rozptylem počtů chromozómů mezi jednotlivými druhy.

Také by mě zajímalo, jestli analogicky umí některé rostliny vkládat DNA chloroplastů do DNA jaderné, a pokud ano, jak je to potom s rozptylem počtu chromozómů u jednotlivých takových druhů.

Odpovědět


dotaz

ditom,2006-09-19 08:24:51

chtěl jsem se zeptat, jak by umění začlenit mitochondriální DNA do chromozomů mohlo ovlivnit umístění jednotlivých genů (přesneji alel) v různých chromozomech (za předpokladu, že originální "pragen" byl umístěn na chromozomu). To by hraboši museli umět vyštípnout gen z chromozomu do michondrie, a potom ho začlenit zpět, ale do jiného chromozomu.
Já osobně bych to spíše viděl celé na polyploidizaci - gen se duplikuje do několika chromozomů, a potom je dílem víceméně náhody na kterém chromozomu se který gen udrží nezmutovaný.
Velká podivnost je (dle mého názoru) různý počet chromozomů jednotlivých pohlaví u některého druhu. Měl jsem za to, že různý počet chromozomů je jedna z nejúčinnějších postkopulačních RIM... Ve vzniklé zygotě se potom asi dějou příšerné věci... :-)

Odpovědět


Myslel jsem to jinak

Pavel Brož,2006-09-19 12:40:43

Nepředpokládal jsem, že by se geny přenášely mezi chromozómy přes mitochondriální DNA. Měl jsem na mysli, jestli to, že se mitochondriální DNA může vkládat do DNA jaderné (což je bezesporu aspoň u obratlovců dosti nevšední kousek), nemůže souviset s tou nestabilitou počtu chromozómů, a v důsledku toho i s tím, na kterém tom chromozómu ten který gen je. Nicméně nedivil bych se ani tomu, kdyby náhodou toto vkládání mitochondriální DNA do jaderné "katalyzovalo" přenos genů mezi jednotlivými chromozómy, i když toto jsem původně na mysli neměl.

Odpovědět


Ovšem pozor

Leo,2006-09-19 14:01:50

Pane Broži, v článku jde o savce. V rámci srovnání k savcům je změna počtu chromosomů v rámci jednoho druhu něčím víc než neobvyklým.

Odpovědět


Pro Lea

Jirka,2006-09-19 15:04:47

Leo, v ramci jednoho druhu bych to jako velmi neobvykle videl nejen u tech savcu.

Odpovědět


Žeby vírusy?

Martin,2006-09-19 17:29:15

Žeby za tým boli nejaké vírusy? V prípade mitochondrií, ktoré v podstate predstavujú symbionta bakteriálneho pôvodu by zasa do úvahy prichádzali nejaké divné (nie letálne) bakteriofágy. Ale to je len špekulácia.
Pokiaľ ide o počty chromozómov, čítal som v knihe od jedného japonského genetika (meno neviem, mal som ju z knižnice), že u turovitých cicavcov (kravy, kozy, ovce, antilopy) sa tiež jednotlivé druhy odlišujú počtom chromozómov, pričom základné číslo by malo byť 60 (?), ale u roznych druhov sa všelijako buď spájali alebo delili na menšie. Samozrejme, ešte sú tu rozdiely v stavbe tela, či skôr v proporciách (dĺžka rohov, dĺžka nôh atď.), ale morfologické rozdiely sa iste skôr dajú zistiť u veľkého cicavca ako u krpatej "myši", zvlášť keď berieme do úvahy, že všetky hraboše žijú viac-menej rovnakým spôsobom života.

Odpovědět

Mitochondriání DNA do jádra

Pauloson,2006-09-18 21:21:17

Umění nacpat mtDNA do jádra (u člověka jde celkem o 13 proteiny kódujících genů)tak, aby exprese probíhala odtamtud, je vysoce praktická záležitost! V jádře je totiž DNA daleko lépe chráněna proti volným radikálům a může tak, díky podstatně nižšímu riziku nežádoucích mutací, déle plnit svoji funkci - viz http://www.sens.org/mtmut.htm.

Odpovědět


chybička v odkazu

Pauloson,2006-09-18 21:23:59

jen pro pořádek: http://www.sens.org/mtmut.htm

Odpovědět

ti vedci...

Dramenbejs,2006-09-18 18:30:30

"...poznávají se neomylně. Vědci neví jak to dělají, ale myslí si, že v tom bude hrát úlohu jejich chování."

Nad rutinní zabedněností vědců lze jen kroutit hlavou. Čím jiným by se poznávali, než podle čichu?

Někteří vědci to možná ví, ale do mainstreamu se inteligentní názor nikdy nedostane příliš brzy... Viz. například 40-leté zpoždění, než akceptovali, že neurony savcům dorůstají i během života.

Ach jo.

Odpovědět


Pozor!

Josef Pazdera,2006-09-18 21:00:17

Oni vědci nejsou zase až taoví blbci, že by je nenapadlo, že by se hraboši mohli dorozumívat čichem. Ale zhruba před dvěma roky se u syslů zjistilo, že se domlouvají ultrazvukem. Někdy koncem loňského roku psal Jaroslav Petr na Oslu o tom, že ani myši si zdaleka nevyznávají lásku jen prostřednictvím pachového poselství feromonů. Myšáci při námluvách musejí zpívat. Vyluzují neuvěřitelně komplexní zvuky. My je neslyšíme, protože je vyluzují v vultrazvuku. Tato mluva je pro myši zřejmě velmi důležitá. Proto jsou jejich zpěvy tak komlikované. Když partner zvládne komplikovaný nápěv, nemůže být velký blbec. Jako důkaz schopností má zpěv zřejmě velmi dobrou „vypovídací hodnotu“, protože vyžaduje od zpěváka-myšáka značné množství energie. Nedá se tam tedy tak snadno švindlovat. Myšák, který dobře zpívá, na to prostě musí mít. Ukazuje se, že jenom správně "smrdět" to prostě nestačí a že to je dokonce věc podružná.

Odpovědět

rychlost

Tinny,2006-09-18 12:11:38

0,5 až 2 miliony let na 60 druhů... ovšem, při předpokladu, že se nevyvíjel postupně jeden v druhý, ale vyvíjeli se ve většině paralelně, tak mi to nepřijde zas tak ohromě rychle.

Odpovědět

rychlost vyvoje

xmar,2006-09-18 10:55:27

velka rychlost vyvoje druhu urcite souvisi take s rychlosti pohlavniho dopivani jedince, ktere je v radu tydnu.

Odpovědět

to mi připomíná

CC,2006-09-18 07:59:47

jednu Clarkeovu povídku - jen tam byl ale tuším protagonistou lumík

Odpovědět




Pro přispívání do diskuze musíte být přihlášeni
















Tento web používá k poskytování služeb, personalizaci reklam a analýze návštěvnosti soubory cookie. Používáním tohoto webu s tím souhlasíte. Další informace