Hat Grünalgen halten einen genetischen Hinweis auf den Ursprung der Geschlechter ?
Der Ursprung wie wir wurden Männer und Frauen - wie Spezies entwickelt , um physikalisch unterschiedliche Männer und Frauen haben - kann entmystifiziert werden , sagen Pflanzenbiologen , nachdem sie die Kontrolle über Sex und Paarung zwischen grünen Algen identifiziert ein Master- Gen .
Die in der Volvox carteri Algen entdeckte Gen gefunden wurde für die unterschiedlichen physischen Unterschiede zwischen den Männern und Frauen in den vielzelligen Spezies verantwortlich.
Die in der Volvox carteri Algen entdeckte Gen gefunden wurde für die unterschiedlichen physischen Unterschiede zwischen den Männern und Frauen in den vielzelligen Spezies verantwortlich.
Dies könnte auch " eine mögliche Blaupause für die Geschlechter in anderen vielzelligen Organismen wie Pflanzen und Tiere entstanden sein können ", sagen die Forscher.
Der Kontrast zwischen den beiden Arten von Keimzellen ( von Biologen als Keimzellen , die bei der Befruchtung verschmelzen bekannt) liegen auf der Hand : Es ist der Unterschied zwischen Spermien und Eiern .
"Allerdings", sagen die Forscher , " die evolutionären Ursprünge von männlichen und weiblichen Geschlechts sind unklar , da die entfernten Verwandten einzelligen Pflanzen, Tieren und anderen mehrzelligen Arten der Regel nicht über verschiedene Geschlechter, sondern haben Paarungstypen - ein System , in dem Gameten einer Paarungstyp kann nur verschmelzen zu denen mit einer anderen Kreuzungstyp , aber die Zellen jeder Paarungstyp nicht voneinander in Größe und Morphologie sind . "
Gene aus einzelligen Spezies entwickelt
Die Autoren haben die Ergebnisse ihrer Arbeit an Volvox in der Open-Access- Zeitschrift PLoS Biology veröffentlicht .
Die Geschlechter dieser mehrzelligen Algen wurden gefunden, um aus den Paarungstypen der einzelligen Verwandten, einer Spezies , wie Chlamydomonas reinhardtii bekannt abgeleitet werden.
Ein Gen, das war von zentraler Bedeutung für die Bestimmung von Spermien gegenüber Ei - die Arbeit im Labor geklärt früheren theoretischen Arbeiten zu finden, dass " eine einzige stammten Paarungs Locus Gen , MID, von seiner Rolle bei der Bestimmung Paarungstyp in C. reinhardtii entwickelt, um entweder die Spermatogenese oder Oogenese bestimmen in V. carteri . "
Wie wirken sich die Ergebnisse beziehen sich auf komplexere Wesen ? Die Autoren stellen die Algen stellen eine " hervorragendes Modell für die Untersuchung der Evolution der Geschlechtsunterschiede " wegen der Art, sie zeigen, " Übergang von der einzelligen Spezies zu vielzelligen Formen mit zunehmender Größe und Zelltyp- Spezialisierung. "
Geschlechtsumwandlung
Ergebnisse der Biologen sind sehr wissenschaftlich beteiligt sorgfältige Laborarbeit , aber im Wesentlichen sie geschlechts vertauscht die Algen durch genetische Manipulation .
Das Team - Dr. James Umen , assoziiertes Mitglied der erneuerbaren Kraftstoffen Institut an der Danforth Plant Science Center in St. Louis, MO geführt - " konnte zu konvertieren , was gewesen wäre, Eizellen wurden in Pakete von Funktionssamenzellen" in der genetisch weiblichen Volvox .
Umgekehrt ist das Team gezwungen, auch die genetischen Männchen ", um mit funktionellen Eier anstelle ihrer Spermienpaketezu entwickeln. "
Das alles wurde durch die Manipulation eines einzelnen Gens namens MID , die das Team identifiziert als "Master regulatorische Gen für Geschlechter und Paarungstypen " in dieser Gruppe von Grünalgen erreicht .
Die Ergebnisse der Arbeit "Hinweis , dass eine ähnliche evolutionäre Szenario kann den Ursprung der Geschlechter in Tieren, Pflanzen und anderen mehrzelligen Linien zugrunde liegen ", sagen die Pflanzenwissenschaftler .
Neben dem Beitrag zur Evolutionstheorie , könnten die Ergebnisse praktische Hilfe für Wissenschaftler, die sich auf die Entwicklung von Biokraftstoffen und anderen biotechnologischen Anwendungen, bei denen , so Dr. Umen geben " sexuelle Fortpflanzung in den meisten Algenarten ist wenig bekannt . "
" Bemerkenswert " Erkenntnisse
In einem Leitartikel in der gleichen Ausgabe der Zeitschrift , in Großbritannien ansässigen Medizin und Molekulargenetiker Roland G. Roberts sagt, die Forscher waren in der Lage , nicht nur in der Lage zu zeigen, dass der genetische Schalter war ein Mann -gegen- weibliche , sondern auch eine, könnte Hermaphroditen zu bestimmen.
Bei einigen genetischen Informationen , schreibt er: " Bemerkenswert ist, konnten die Autoren zeigen, dass dieser Mann / Frau -Schalter einstellbar ist - wenn sie verwendet eine schwächere Version des Volvox carteri MID RNAi Haarnadel, die teilweise Abbau von Volvox carteri MID führte zu Hermaphroditen die enthaltenen beide Pseudo männlichen Samen -Pakete und Pseudo- weibliche Eier. "
Die beiden Arten von Algen untersucht , die sich " um 200 Millionen Jahre Evolution trennen ", ergänzt Dr. Roberts, "nicht in ihrem Aussehen oder sexueller Neigungen unterschiedlicher sein. " Doch , so schreibt er, ein einzelnes Gen nicht nur bestimmt die Geschlechter bei beiden Tierarten , aber trieb den Dimorphismus zwischen den Geschlechtern , und die " beträchtliche Unterschiede " in der Art und Weise zu entwickeln sexuell die beiden Arten .
Geschrieben von: Markus MacGill