معلومة

كيف يمكن للمرء أن يؤكد اكتشاف نوع جديد من النبات / الحيوان

كيف يمكن للمرء أن يؤكد اكتشاف نوع جديد من النبات / الحيوان



We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

عند الاستماع من National Geographic والأخبار عن اكتشاف أنواع جديدة من النباتات / الحيوانات ، كنت أتساءل كيف يمكن لأي شخص أن يؤكد عندما اكتشف بالفعل نوعًا جديدًا من النباتات أو الحيوانات؟

كيف يمكنهم أن يتعرفوا بما يكفي من اليقين على أنه ليس من الأنواع التي تم اكتشافها سابقًا (من بين الأنواع التي لا حصر لها)؟ هل هناك نوع من قاعدة البيانات الرسمية / الدولية لأنواع النباتات / الحيوانات التي يبحثون عنها عادةً لتأكيدها؟ أيضًا ، كيف يتم تحديد عملية تسمية الأنواع الجديدة ولماذا ينتهي بها الأمر إلى أن يكون اسمًا لاتينيًا؟


بشكل أساسي ، عليك فحص أكبر قدر من "المواد" ذات الصلة (عينات المتحف المحفوظة) للأنواع الجديدة المقترحة وأقرب أقربائها ، ومقارنة الخصائص التشخيصية للأنواع الجديدة المقترحة مقابل تلك الخاصة بأقرب أقربائها المفترضين لتأكيد ذلك متميزة في الواقع. على سبيل المثال ، مع الثعابين (مجالي) ، نستخدم أعداد مقاييس الرأس والجسم ، والمسافات النسبية بين السمات ، والطول النسبي للذيل ، ومورفولوجيا الهيمبين ، وحتى التلوين ، لتحديد الأنواع.

عندما يقترن بالأدلة الوراثية على أحادية النوع الجديد والتباعد الكافي عن أقرب الأقارب ، يصبح وصفًا قويًا جدًا للأنواع. أخيرًا ، يمكن قبول الأسماء أو رفضها من قبل ICZN بناءً على الأسماء الحالية للأنواع المقترحة ، على الرغم من أنها فوضى مربكة للغاية لمعظم المجموعات. أوصي بمراجعة موقع الويب الخاص بهم للحصول على إرشادات أكثر تفصيلاً


من أين تأتي الأنواع الجديدة؟

منذ أن صاغ تشارلز داروين وعلماء آخرون في القرن التاسع عشر النظريات الأولى للتطور ، درس علماء الأحياء وكشفوا جزئيًا عن هذه العملية الغامضة التي منحت الأرض تنوعًا مذهلاً من المخلوقات التي نشهدها اليوم. ومع ذلك ، ما زلنا لا نفهم تمامًا الآليات المعقدة التي تدفع إلى تكوين أنواع جديدة ، ولم يتضح إلا مؤخرًا أنه ، في ظل الظروف المناسبة ، يمكن أن تظهر الأنواع الجديدة بسرعة كبيرة.

بالنسبة لعلماء الأحياء التطورية الأوائل مثل داروين وألفريد راسل والاس ، كان ظهور أنواع جديدة - الانتواع - مرئيًا بشكل أساسي على نطاق قاري. لاحظوا أن السكان الذين انفصلوا على مسافات كبيرة وفترات طويلة من الزمن قد تكيفوا بشكل مختلف مع بيئاتهم واتخذوا مسارات تطورية منفصلة. مع نقص الأدوات أو حتى المعرفة بالوراثة ، كان التطور عملية لا يمكن رؤيتها إلا بالعيون. أدرك داروين أن الطيور في العديد من جزر غالاباغوس تبدو متشابهة مع بعضها البعض وتلك الموجودة في القارة الأمريكية ، لكنها أظهرت العديد من الاختلافات الرئيسية ، مثل أحجام مناقيرها. ساعده هذا في تطوير فكرة تغيير الأنواع والتكيف مع البيئات الجديدة من خلال الانتقاء الطبيعي. ومع ذلك ، كان من الصعب للغاية شرح كيفية ظهور أنواع جديدة في غياب الحواجز الجغرافية ومن خلال قوى مختلفة عن الانتقاء الطبيعي.

اتخذت دراسة التطور خطوة هائلة إلى الأمام مع وصول علم الوراثة والتقدم الذي تم إحرازه منذ أن ابتكر غريغور مندل المبادئ الأولى في حديقة الدير حيث قام بزراعة البازلاء الشهيرة. في الوقت الحاضر ، بفضل التقدم الهائل في التكنولوجيا العلمية ، يمكننا بتكلفة معقولة تسلسل الجينوم بأكمله في غضون أيام ، وننمي الآلاف من الثقافات الخلوية المتوازية في المختبر ونفعل المزيد من الأشياء المجنونة التي لم يكن من الممكن تصورها تمامًا قبل خمسة عشر عامًا. يمكننا الآن أن نشهد تطورًا على مقاييس أصغر وأكبر مما كان عليه داروين ووالاس بأعينهما المجردة. نحن ندرك الآن ، أكثر من أي وقت مضى ، مدى انتشار وتنوع التطور حقًا.

بصفتي طالب دراسات عليا في جامعة Ludwig-Maximilians-Universität في ميونيخ ، أتيحت لي الفرصة لدراسة عملية التكاثر من خلال مجموعة مثيرة جدًا من أنواع الجندب المجمعة تحت اسم الجنس. تشورثيبوس. تبدو جميع هذه الأنواع المختلفة متشابهة بشكل لا يصدق ، مما يجعل من المستحيل عمليًا على علماء الأحياء تمييزها بناءً على مظهرها. لجعل التمييز أكثر صعوبة ، تتعايش الأنواع في مناطق واسعة من أوروبا ، وتوجد جنبًا إلى جنب حتى في نفس المروج. ومع ذلك ، فقد صنفها علماء التصنيف إلى أنواع منفصلة وفقًا لأغاني التزاوج المميزة للذكور. ومع ذلك ، فقد تساءلت الدراسات الحديثة عما إذا كان يمكن للمرء أن يصنف بشكل صحيح تشورثيبوس الجنادب في أنواع مختلفة. أولاً ، اكتشف الباحثون أن الأنواع يمكن أن تتزاوج وتنتج ذرية هجينة صحية عندما تُجبر على القيام بذلك في المختبر. إذا كانت الحيوانات تفعل هذا في البرية ، يمكن للمرء أن يجادل بأنها كانت مجرد نوع واحد مع العديد من الأغاني المتنوعة. ثانياً ، بحث علم الوراثة عن تشورثيبوس أظهرت المجموعة أن الجنادب التي يُفترض أنها تنتمي إلى أنواع مختلفة كانت مرتبطة ارتباطًا وثيقًا وراثيًا لدرجة أنه لم يكن من الممكن وضعها في مجموعات مختلفة. ومع ذلك ، استندت هذه الدراسة فقط على جزء صغير من جينوم الجراد العملاق ، مما جعله ما يعادل النظر إلى ضربة فرشاة واحدة من لوحة دقيقة ومعقدة ومفصلة.


هجين

المعنى الأول هو نتيجة التزاوج بين حيوانين أو نباتات من أصناف مختلفة.

تُعرف الهجينة بين الأنواع المختلفة داخل نفس الجنس أحيانًا باسم الهجينة أو الصلبان بين الأنواع.

تُعرف الهجينة بين الأنواع الفرعية المختلفة داخل الأنواع بأنها هجينة داخلية محددة.

تعرف الهجينة بين الأجناس المختلفة أحيانًا باسم الهجينة بين الأجيال.

من المعروف حدوث أنواع هجينة نادرة للغاية بين العائلات (مثل هجن الطيور الغينية).

المعنى الثاني لمصطلح "هجين" هو تهجين بين مجموعات أو سلالات أو أصناف من نوع واحد.

غالبًا ما يستخدم هذا المعنى الثاني في تربية النبات والحيوان.

مثال على الهجين غير المحدد هو هجين بين نمر بنغالي ونمر آمور (سيبيريا).

يتم تربية الهجينة بين الأنواع عن طريق التزاوج بين نوعين ، عادة من نفس الجنس.

يظهر النسل سمات وخصائص كلا الوالدين.

غالبًا ما يكون نسل التهجين بين الأنواع عقيمًا ، وهذا العقم الهجين يمنع حركة الجينات من نوع إلى آخر ، مما يجعل كلا النوعين مختلفين.

غالبًا ما يُعزى العقم إلى العدد المختلف للكروموسومات في النوعين ، على سبيل المثال ، تحتوي الحمير على 62 كروموسومًا ، بينما تحتوي الخيول على 64 كروموسومًا ، بينما تحتوي البغال والبغال على 63 كروموسومًا.

البغال ، hinnies ، وغيرها من الأنواع الهجينة المعقمة عادة لا يمكن أن تنتج أمشاج قابلة للحياة لأن الكروموسوم الإضافي لا يمكن أن يصنع زوجًا متماثلًا عند الانقسام الاختزالي ، والانقسام الاختزالي ، ولا يتم تكوين الحيوانات المنوية والبيض.

ومع ذلك ، فقد تم الإبلاغ عن الخصوبة في البغال مع كون الأب هو الأب.

غالبًا ما تستخدم النباتات والحيوانات آليات أخرى للحفاظ على العزلة الجينية والتمييز بين الأنواع.

غالبًا ما يكون للأنواع أنماط أو سلوكيات تزاوج أو مغازلة مختلفة ، وربما تكون مواسم التكاثر مميزة وحتى إذا حدث التزاوج بالفعل ، فإن تفاعلات مستضدية للحيوانات المنوية من الأنواع الأخرى تمنع الإخصاب أو نمو الجنين.

ذبابة Lonicera هي أول أنواع الحيوانات المعروفة التي نتجت عن التهجين الطبيعي.

حتى اكتشاف ذبابة Lonicera ، كان من المعروف أن هذه العملية تحدث في الطبيعة فقط بين النباتات.


أظهرت دراسة أن رد فعل النباتات على المطر يقترب من الذعر

تظهر إشارات كيميائية معقدة عندما تهبط المياه على نبات لمساعدته على الاستعداد لأخطار المطر ، وفقًا لدراسة جديدة نُشرت في وقائع الأكاديمية الوطنية للعلوم.

فان Moerkercke وآخرون الاكتشاف المفاجئ أن رد فعل النبات للمطر يقترب من حالة الذعر. رصيد الصورة: أنتوني ، الصور الملهمة.

على عكس البشر ، لا يمكن للنباتات الشعور بالألم. ومع ذلك ، فإن ما يسمى بالتحفيز الميكانيكي & # 8212 المطر والرياح والتأثير المادي من البشر والحيوانات & # 8212 يساهم في تنشيط نظام دفاع النبات على المستوى البيوكيميائي. يؤدي هذا بدوره إلى إطلاق هرمون التوتر الذي يمكن أن يؤدي ، من بين أمور أخرى ، إلى تقوية جهاز المناعة في النبات.

وقال البروفيسور هارفي ميلار من جامعة أستراليا الغربية ، وهو مؤلف مشارك في الدراسة: "بالنسبة إلى سبب احتياج النباتات للذعر عند هطول الأمطار ، من الغريب أن المطر هو في الواقع السبب الرئيسي لانتشار المرض بين النباتات".

عندما تتناثر قطرة مطر على ورقة شجر ، ترتد قطرات صغيرة من الماء في جميع الاتجاهات. يمكن أن تحتوي هذه القطرات على بكتيريا أو فيروسات أو جراثيم فطرية ".

يمكن للأوراق المريضة أن تعمل كمقلاع وتنشر بدورها قطرات أصغر مع مسببات الأمراض إلى النباتات على بعد عدة أقدام. وأضاف المؤلف الرئيسي للدراسة الدكتور أوليفييه فان أكين ، عالم الأحياء في جامعة لوند ، "من المحتمل أن النباتات الصحية القريبة تريد حماية نفسها".

في التجارب المعملية ، استخدم الدكتور فان أكين والبروفيسور ميلار وزملاؤهم زجاجة رذاذ نباتية مشتركة موضوعة على رذاذ ناعم.

نبات الأرابيدوبسيس thaliana تم غسل النباتات مرة واحدة من مسافة 6 بوصات (15 سم) وبعد ذلك لاحظ الباحثون تفاعلًا متسلسلًا في النبات ناتجًا عن بروتين يسمى Myc2.

أوضح البروفيسور ميلار: "عندما يتم تنشيط Myc2 ، تبدأ آلاف الجينات في العمل لتحضير دفاعات النبات".

"تنتقل إشارات التحذير هذه من ورقة إلى أخرى وتحدث مجموعة من التأثيرات الوقائية."

قال الدكتور فان أكين: "تظهر نتائجنا أن النباتات حساسة للغاية ولا تحتاج إلى هطول أمطار غزيرة للتأثر والتنبيه على المستوى البيوكيميائي".

تشير النتائج أيضًا إلى أنه عندما تمطر ، تنتقل الإشارات نفسها المنتشرة عبر الأوراق إلى النباتات القريبة عبر الهواء.

قال البروفيسور ميلار: "أحد المواد الكيميائية المنتجة هو هرمون يسمى حمض الياسمونيك الذي يستخدم لإرسال إشارات بين النباتات".

"إذا تم تشغيل آليات دفاع جيران النبات ، فمن غير المرجح أن ينشروا المرض ، لذا فمن مصلحتهم أن تنشر النباتات التحذير إلى النباتات القريبة."

"عند حدوث خطر ، لا تكون النباتات قادرة على الابتعاد عن الطريق ، لذا فهي تعتمد بدلاً من ذلك على أنظمة إشارات معقدة لحماية نفسها."

واختتم البروفيسور ميلار حديثه قائلاً: "كان من الواضح أن النباتات لها علاقة مثيرة للاهتمام بالمياه ، حيث أن المطر هو الناقل الرئيسي للأمراض ولكنه أيضًا حيوي لبقاء النبات".

أليكس فان موركيرك وآخرون. تنظم شبكة عامل النسخ المعتمدة على MYC2 / MYC3 / MYC4 التعبير الجيني المستجيب لرذاذ الماء ومستويات الجاسمونيت. PNAS، نُشر على الإنترنت في 29 أكتوبر 2019 دوى: 10.1073 / pnas.1911758116


ما تعنيه المملكة المكتشفة حديثًا لشجرة الحياة

شجرة الحياة حصلت للتو على فرع رئيسي آخر. اكتشف الباحثون مؤخرًا ميكروبًا نادرًا وغامضًا يسمى hemimastigote في كتلة من تربة نوفا سكوشا. كشف تحليلهم اللاحق للحمض النووي أنه لم يكن حيوانيًا أو نباتيًا أو فطريات أو أي نوع معترف به من الأوالي و mdasht أنه في الواقع يقع بعيدًا عن أي من الفئات الكبيرة المعروفة لتصنيف أشكال الحياة المعقدة (حقيقيات النوى). بدلاً من ذلك ، يقف هذا الغريب الذي يلوح بالسوط كأول عضو في مجموعته & ldquosupra-Kingdom & rdquo ، والتي ربما انفصلت عن الفروع الكبيرة الأخرى للحياة منذ مليار سنة على الأقل.

& ldquoIt & rsquos هو نوع النتيجة التي تأمل أن تراها مرة واحدة في حياتك المهنية ، & rdquo قال Alastair Simpson ، عالم الأحياء الدقيقة في جامعة Dalhousie الذي قاد الدراسة.

مثير للإعجاب نظرًا لأن هذا الاكتشاف حول hemimastigotes هو بحد ذاته ، ما يهم أكثر هو أنه & rsquos فقط الأحدث (والأكثر عمقًا) من عدد متزايد بهدوء وثبات من الإضافات التصنيفية الرئيسية. يواصل الباحثون اكتشاف ليس فقط أنواعًا أو فئات جديدة ولكن ممالك جديدة تمامًا للحياة و mdashraising أسئلة حول كيف بقوا مختبئين لفترة طويلة ومدى اقترابنا من العثور عليهم جميعًا.

Yana Eglit هي طالبة دراسات عليا في Dalhousie مكرسة لاكتشاف سلالات جديدة من حقيقيات النوى أحادية الخلية تسمى الطلائعيات. أثناء المشي لمسافات طويلة في نوفا سكوشا في أحد أيام الربيع الباردة في عام 2016 ، تراجعت عن صديقاتها لتتخلص من بضعة جرامات من الأوساخ في أنبوب بلاستيكي. (قالت إن أخذ عينات التربة المرتجلة هذه يمثل خطرًا مهنيًا.

في وقت متأخر من إحدى الأمسيات ، لفت انتباهها شيء غريب في العينة. كانت الخلية الممدودة التي يشعها السوط السوطي تسبح بخفة ، كما لو أنها لم تدرك أنها تحتوي على كل هذه الأسواط التي يمكن أن تساعدها على الحركة ، وقال إيجليت. تحت نطاق أكثر قوة ، رأت أنه يتناسب مع وصف hemimastigote ، وهو نوع نادر من الكائنات الأولية التي يصعب زراعتها. في صباح اليوم التالي ، كان المختبر مليئًا بالإثارة بشأن فرصة وصف العينة وتسلسلها. & ldquo تركنا كل شيء ، وتذكرت.

تمثل Hemimastigotes واحدة من حفنة من Rumsfeldian & ldquoknown غير معروف & rdquo الأنساب الأولية والمجموعات الموصوفة جيدًا والتي لا تُعرف مواقعها على شجرة الحياة بدقة نظرًا لصعوبة استزراعها في المختبر والتسلسل. استخدم علماء البروتيستولوجيين خصائص هيكل hemimastigotes و rsquo لاستنتاج أقاربهم المقربين ، لكن تخميناتهم كانت & ldquo & lsquoshotgunned & rsquo في جميع أنحاء علم التطور ، وقال سيمبسون. بدون البيانات الجزيئية ، تظل السلالات مثل hemimastigotes أيتامًا من أصل غير معروف.

لكن طريقة جديدة تسمى النسخ أحادية الخلية أحدثت ثورة في مثل هذه الدراسات. إنها تمكن الباحثين من تسلسل أعداد كبيرة من الجينات من خلية واحدة فقط. أوضح جوردون لاكس ، وهو طالب دراسات عليا آخر في مختبر سيمبسون وخبير في هذه الطريقة ، أنه بالنسبة للكائنات التي يصعب دراستها مثل hemimastigotes ، يمكن أن تنتج النسخ أحادية الخلية بيانات وراثية ذات جودة محفوظة سابقًا لخلايا أكثر وفرة ، مما يجعل الجينوم أعمق. المقارنات الممكنة في النهاية.

قام الفريق بتسلسل أكثر من 300 جين ، وصاغت Laura Eme ، وهي الآن باحثة ما بعد الدكتوراه في جامعة أوبسالا ، نموذجًا لكيفية تطور هذه الجينات لاستنتاج تصنيف لـ hemimastigotes. & ldquo كنا نتوقع تمامًا أن يقعوا ضمن إحدى المجموعات العملاقة الموجودة ، وأوضحت ذلك. وبدلاً من ذلك ، صُدم أعضاء المختبر عندما اكتشفوا أن نصفي اللحاء لا يصلح في أي مكان على الشجرة. لقد مثلوا نسبهم المتميزة بصرف النظر عن المجموعات الأخرى ذات الست عشرة فرق.

لفهم مدى التمايز التطوري بين سلالة نصفي النواة ، تخيل أن الشجرة حقيقية النواة مبعثرة أمامك على الأرض كمجموعة ضيقة من المسارات ، والتي تبدأ بأماكن لجميع المجموعات الحية من حقيقيات النوى بالقرب من أصابع قدميك وتتقارب بعيدًا في المسافة عند مشتركنا سلف. بدءًا من طرف الثدييات لدينا ، قم بالسير في المسار والعودة إلى التاريخ ، مروراً بالشوكة حيث تباعدت سلالتنا عن الزواحف والطيور ، وتجاوز نيران الأسماك ونجم البحر والحشرات ، ثم أبعد من ذلك ، إلى ما وراء الانقسام الذي يفصلنا من الفطريات. إذا استدرت ونظرت إلى الوراء ، ستجد أن جميع الكائنات الحية المتنوعة التي مررت بها تقع ضمن مجموعة واحدة فقط من المجموعات العملاقة الست لحقيقيات النوى. لا يزال Hemimastigotes متقدمًا ، في مجموعة خارقة خاصة بهم ، على طريق لا يشغله أي شيء آخر.

كان فابيان بوركي ، عالم الأحياء بجامعة أوبسالا بالسويد والذي لم يشارك في هذه الدراسة ، سعيدًا برؤية هذه النتيجة ، لكنه لم يتفاجأ تمامًا. & ldquoIt & rsquos إلى حد ما مثل البحث عن الحياة على الكواكب الأخرى ، & rdquo قال. & ldquo عندما وجدناها أخيرًا ، لا أعتقد أننا سنفاجأ كثيرًا ، لكنه سيكون اكتشافًا ضخمًا. & rdquo

يعتقد Burki و Simpson و Eglit والعديد من الآخرين أيضًا أن لدينا الكثير من شجرة الحياة التي يجب اكتشافها ، ويرجع ذلك إلى حد كبير إلى السرعة التي تتغير بها و rsquos. & ldquo يتم إعادة تشكيل شجرة الحياة ببيانات جديدة. وقال بركي إن الأمر مختلف تمامًا عما كان عليه قبل 15 أو 20 عامًا. & ldquo نحن & rsquore رؤية شجرة بها العديد من الفروع مما كنا نظن. & rdquo

لا يزال العثور على سلالة مميزة مثل hemimastigotes نادرًا نسبيًا. ولكن إذا هبطت إلى مستوى أو مستويين في التسلسل الهرمي ، إلى مستوى المملكة المجرد و mdash الذي يشمل ، على سبيل المثال ، جميع الحيوانات و mdash ، ستجد أن السلالات الرئيسية الجديدة تظهر مرة واحدة في السنة تقريبًا. وقال سيمبسون إن هذا المعدل لم يتباطأ ، و rdquo. & ldquoIf أي شيء ، فإنه قد يكون أسرع. & rdquo

يعد توفر تقنية التسلسل الأكثر قدرة مثل النسخ أحادية الخلية جزءًا مما يقود هذا الاتجاه في حقيقيات النوى ، خاصةً للمجموعات غير المعروفة المعروفة. إنه يُمكِّن الباحثين من استخلاص الحمض النووي القابل للاستخدام من عينات واحدة. لكن Eme يحذر من أن هذه الأساليب لا تزال تتطلب عينًا حريصة من علماء الأوليات المهرة ، مثل Eglit ، & ldquoso حتى يمكننا بالفعل استهداف ما نريد أن ننظر إليه. & rdquo

يمكن لنوع آخر من التسلسل ، يسمى الميتاجينوميات ، تسريع الاكتشاف أكثر. يمكن للباحثين الآن المغامرة في هذا المجال ، والحصول على عينة من الأوساخ من الممر أو غشاء حيوي من فتحة في أعماق البحار ، وتسلسل كل شيء في العينة. المهم هو أنه & rsquos عادة ما يكون مجرد مقتطف من جين واحد. بالنسبة للبكتيريا والكائنات القديمة و mdashorisms في المجالين الآخرين من الحياة المتميزة عن حقيقيات النوى و mdashthat و rsquos عادة ما يكفي للعمل معها ، وكانت metagenomics وراء الاكتشافات الضخمة الحديثة مثل Asgard archaea ، وهي مجموعة هائلة من الأركيا غير معروفة تمامًا للعلم حتى حوالي ثلاث سنوات مضت.

ولكن بالنسبة لحقيقيات النوى ، التي تميل إلى امتلاك جينومات أكبر وأكثر تعقيدًا ، فإن الميتاجينوميات هي طريقة عامة مزعجة لأخذ العينات. إنه يكشف عن العديد من أنواع الكائنات الحية التي تعيش في بيئة ، ولكن ما لم يكن لديك تسلسل مرجعي معروف أكبر ، فإنه من الصعب جدًا وضع هذه الأشياء المختلفة في إطار تطوري ، & rdquo قال بركي. هذا هو السبب في أنه ، وفقًا لسيمبسون ، تم اكتشاف سلالات حقيقية النواة العميقة جدًا بالطريقة & ldquoold & rdquo ، من خلال تحديد كائن غريب في المختبر واستهدافه للتسلسل.

& ldquo ولكن الطريقتين متكاملتان ويبلغ أحدهما الآخر ، & rdquo قال سيمبسون. على سبيل المثال ، من الواضح الآن أن hemimastigotes ظهر في قواعد البيانات metagenomic المنشورة سابقًا. ومع ذلك ، لم يكن لدى ldquowe أي طريقة للتعرف عليها إلى أن أصبح لدينا تسلسلات hemimastigote أطول لمقارنتها بها ، & rdquo قال. يمكن أن تشير Metagenomics إلى النقاط الساخنة المحتملة ذات التنوع غير المعروف ، ويمكن للتسلسل الأعمق أن يجعل البيانات الميتاجينومية أكثر وضوحًا.

المستقبل مشرق للباحثين الذين يقومون بفهرسة التنوع ، في كل من البيئات العادية وغير العادية. بينما تسمح لنا الأدوات metagenomic باستكشاف البيئات القاسية و mdash مثل الرواسب بالقرب من الفتحات الحرارية المائية حيث تم العثور على Asgard archaea ويمكن للباحثين في mdash أيضًا العثور على سلالات جديدة في ساحاتهم الخلفية. & ldquo هذا السلالة الجديدة بالكامل فوق المملكة اكتشفها طالب دراسات عليا في نزهة تصادف أن يجمع بعض الأوساخ ، & [ردقوو] قال بركي. & ldquo تخيل ما إذا كان بإمكاننا مسح كل بيئة على الأرض. & rdquo

مع استمرار العلماء في ملء الشجرة ، ستصبح الخوارزميات المستخدمة لإضافة الفروع أكثر كفاءة ، وفقًا لإيم. سيساعد هذا الباحثين على حل الانقسامات الأعمق والأقدم في تاريخ الحياة. قال بركي إن فهمنا لكيفية تطور الحياة لا يزال غير مكتمل إلى حد كبير. تظل أسئلة مثل سبب ظهور حقيقيات النوى أو كيفية تطور عملية التمثيل الضوئي دون إجابة لأن & ldquowe لا تمتلك & rsquot شجرة مستقرة بدرجة كافية لتحديد مكان حدوث هذه الأحداث الرئيسية ، & rdquo قال.

بالإضافة إلى الإجابة على مثل هذه الأسئلة الأساسية ، فإن متعة الاكتشاف البسيطة تحفز الباحثين مثل Burki و Eglit. & ldquo العالم الميكروبي هو حدود مفتوحة على مصراعيها ، وقال إيجليت. & ldquoIt & rsquos مثيرة لاستكشاف ما & rsquos هناك. & rdquo

أعيد طبعها بإذن من مجلة كوانتا، منشور تحريري مستقل عن مؤسسة سيمونز تتمثل مهمتها في تعزيز الفهم العام للعلم من خلال تغطية التطورات والاتجاهات البحثية في الرياضيات والعلوم الفيزيائية وعلوم الحياة.


يوحد التنبؤ الجينومي برامج تربية الحيوانات والنباتات لتشكيل منصات للاكتشاف البيولوجي

يجب أن يزيد معدل الزيادات السنوية في الغلة بالنسبة للمحاصيل الأساسية الرئيسية عن الضعف مقارنة بالمستويات الحالية من أجل إطعام عدد سكان عالمي متوقع يبلغ 9 مليارات نسمة بحلول عام 2050. وقد تم استخدام التهجين المنظم والتربية الانتقائية لعدة قرون لتكييف الأنواع النباتية والحيوانية مع البشر. استعمال. ومع ذلك ، فإن تحقيق معدلات أعلى ومستدامة من التحسين في غلات الأنواع المختلفة سوف يتطلب تدخلات وراثية متجددة وتحسينات كبيرة في الممارسات الزراعية. إن التنبؤ الجينومي لقيم التربية لديه القدرة على تحسين الانتقاء ، وخفض التكاليف ، وتوفير منصة توحد مناهج التربية ، والاكتشاف البيولوجي ، والأدوات والطرق. نحن هنا نقارن ونقارن بين بعض أساليب تربية الحيوانات والنباتات لإثبات حالة الجمع بين الاثنين من خلال تطبيق الانتقاء الجينومي. نقترح استراتيجية لاستخدام الاختيار الجيني كنهج موحد لتقديم "تغييرات خطوة" مبتكرة في معدل الكسب الجيني على نطاق واسع.


أدوات التصنيف

قال كايلاش شاندرا ، مدير ZSI ، إن أدوات التصنيف الحديثة ، مثل تحليل الحمض النووي ، ساعدت في اكتشاف الضفادع والزواحف

قال السيد شاندرا: "من بين 61 نوعًا من الفقاريات التي تم اكتشافها هذا العام ، تهيمن الزواحف (30 نوعًا)". تم العثور أيضًا على 21 نوعًا من الأسماك ، وتسعة أنواع من البرمائيات ، ونوع فرعي واحد من الثدييات.

سجلت ولاية كيرالا أكبر عدد من الاكتشافات مع 59 نوعًا. سجلت ولاية البنغال الغربية ، وهي ولاية بها كل من النظم البيئية في جبال الهيمالايا والساحلية ، 38 وسجل تاميل نادو 26.

مع هذه الاكتشافات الجديدة ، ارتفعت القائمة المحدثة لأنواع الحيوانات في الهند إلى 1،01،681 وهو ما يمثل حوالي 6.49٪ من جميع الأنواع في العالم ، كما قال السيد شاندرا.

قال إس إس داش ، رئيس نشر BSI ، أنه تم تحديث عدد الأنواع النباتية في البلاد إلى 49441 نوعًا يمثل 11.5 ٪ من جميع النباتات في العالم. وقال: "على مدى السنوات العشر الماضية ، سجلت BSI اكتشاف 3225 نوعًا من النباتات".

بخلاف الاكتشافات ، تمت إضافة 139 نوعًا من الحيوانات إلى حيوانات الهند كسجلات جديدة. من حيث النباتات ، تمت إضافة 193 نوعًا من النباتات إلى نباتات الهند كسجلات جديدة.

في العام الماضي ، تم اكتشاف 539 نوعًا جديدًا من النباتات والحيوانات ، والتي تضمنت 300 نوعًا من الحيوانات و 239 نوعًا ونوعًا فرعيًا من النباتات.


المواد والأساليب

تنبؤات ميرنا من بيانات التسلسل العميق للرنا الريباسي

بالنسبة لتنبؤات ميرنا ، قمنا بتنزيل 171 مكتبة تسلسل عميق للحمض النووي الريبي من 8 أنواع نباتية و 13 نوعًا حيوانيًا ، من قاعدة بيانات GEO (9) ، (الشكل 1 ، الجدول التكميلي S1). تم الاحتفاظ بقراءات 19-26 قاعدة طويلة وقمنا بتعيينها إلى الجينوم النباتي أو الحيواني المقابل باستخدام Bowtie (10). في خطوة التعيين ، لم يُسمح بأية حالات عدم تطابق وتم تجاهل قراءة التعيين إلى المواقع المتميزة & gt20. تم اعتبار القراءات المعينة التي كانت بطول 19-22-nt ومع العدد ≥ 5 "miRNAs ناضجة محتملة". استرجعنا تسلسلها من الجينومات جنبًا إلى جنب مع التسلسلات الجينية المرافقة لـ 150 قاعدة في الحيوانات و 250 قاعدة في النباتات ، ثم توقعنا الهياكل الثانوية باستخدام hybrid-ss-min من حزمة UNAFold (11). احتفظنا فقط بالتسلسلات ذات الهياكل الثانوية الشبيهة بـ miRNA: بنية حلقة جذعية مع `` miRNA ناضج محتمل '' يقع في ذراع دبوس شعر واحد لا يزيد عن ستة حالات عدم تطابق وثلاثة انتفاخات (حيوانات) أو خمسة حالات عدم تطابق وانتفاخات (نباتات) بين ناضجة ميرنا وذراع دبوس الشعر المعاكس. إذا كان هيكل الحلقة الجذعية محاطًا بالنيوكليوتيدات الإضافية ، فإن المناطق المحيطة تكون مقطوعة. بعد ذلك ، قمنا بفحص التشابه مع RNAs غير المشفر من RFAM (12) والبروتينات من UniProt (مجموعة بيانات البروتين UniProtKB / Swiss-Prot) (13) باستخدام BLAST (14). تم تجاهل التسلسلات التي تظهر تشابهًا مع RFAM non-miRNAs مع E & lt 1e-10 أو بروتينات UniProt مع E & lt 1e-20. بعد ذلك ، بحثنا عن مناطق منخفضة التعقيد باستخدام Dustmasker (14) متواليات تحمل & gt 60٪ من المناطق منخفضة التعقيد تمت إزالتها. أخيرًا ، تأكدنا من وجود ملف تعريف يشبه ميرنا للقراءات المعينة على دبوس الشعر. لتحقيق ذلك ، احتفظنا فقط بدبابيس الشعر حيث (1) تتوافق `` miRNA الناضجة المحتملة '' مع القراءة الأكثر وفرة في مكتبة واحدة على الأقل ، (2) شكلت وفرة `` miRNA الناضجة المحتملة '' 20٪ من إجمالي عدد مرات القراءة على الأقل. مكتبة واحدة و (3) كان العدد الإجمالي للقراءات بدءًا من 5 موقع لـ "miRNA الناضج المحتمل" هو الحد الأقصى في مكتبة واحدة على الأقل.

خط الأنابيب المستخدم لاكتشاف ميرنا على نطاق واسع من بيانات التسلسل العميق للرنا الريباسي.


كيف يسهل التنوع الكيميائي في النباتات التفاعلات بين النبات والحيوان

ذكر طائر الباسريني ، Ramphocelus passerinii ، يأكل ثمار Piper sancti-felicis. تصوير برناديت وينتر ريجلي. الائتمان: برناديت وينتر ريجلي.

لسنا الكائنات الوحيدة التي تستمتع بتناول الفواكه اللذيذة مثل التفاح والتوت والخوخ والبرتقال. الأنواع مثل الخفافيش والقرود والدببة والطيور وحتى الأسماك تأكل الفواكه - وتعتمد عليها النباتات في ذلك.

تقوم الحيوانات البرية بتفريق بذورها عن طريق تناول الفاكهة وتبرز البذور في مكان آخر ، وبالتالي تحمل الفاكهة بعيدًا وتنشر الجيل التالي من هذا النبات. لكن جذب الحياة البرية قد يعني أيضًا جذب الكائنات الحية الضارة ، مثل بعض أنواع الفطريات.

تسير النباتات على خط رفيع بين الجذب والتنافر ، وللقيام بذلك ، تطورت لتصبح مصانع كيميائية معقدة. يعمل علماء البيئة الكيميائية في Whitehead Lab في Virginia Tech على الكشف عن سبب احتواء النباتات على مثل هذه المواد الكيميائية المتنوعة ولتحديد وظائف هذه المواد الكيميائية في التفاعلات بين الميكروبات والنباتات والحيوانات.

قالت لورين ماينارد ، حاصلة على درجة الدكتوراه .د. مرشح في قسم العلوم البيولوجية داخل كلية العلوم.

Piper sancti-felicis هي شجيرة استوائية حديثة مرتبطة بـ Piper nigrum ، والتي تنتج الفلفل الأسود. على الرغم من أن P. sancti-felicis ليس مهمًا اقتصاديًا مثل ابن عمه الفلفل ، إلا أنه يؤدي دورًا بيئيًا مهمًا كأحد النباتات الأولى التي استعمرت منطقة مضطربة مؤخرًا. كما أنه يعد مصدرًا غذائيًا مهمًا للحياة البرية ، وخاصة الخفافيش والطيور.

في محطة لا سيلفا البيولوجية في كوستاريكا ، عمل ماينارد وفريق من علماء البيئة الدوليين على فهم البيئة التطورية لـ P. sancti-felicis بشكل أفضل. تم نشر النتائج التي توصلوا إليها مؤخرًا في علم البيئة وتكون بمثابة خطوة إلى الأمام في فهم سبب وجود مثل هذا التنوع الكيميائي الكبير للنباتات.

من خلال تحليل العينات ، اكتشف الفريق 10 مركبات ألكينيلفينول غير موثقة سابقًا في P. sancti-felicis. تعتبر Alkenylphenols نادرة في المملكة النباتية ، حيث تم الإبلاغ عنها فقط في أربع عائلات نباتية.

ومع ذلك ، لم يتم توزيع مركبات الألكينيلفينول بالتساوي عبر النبات. وجد ماينارد أن لب الفاكهة يحتوي على أعلى تركيزات وتنوع من مركبات الألكينيلفينول ، بينما تحتوي الأوراق والبذور على عدد قليل من المركبات عند مستويات يمكن اكتشافها. في وقت لاحق ، ظهر نمط: كانت مستويات الألكينيلفينول أعلى عندما تطورت الأزهار إلى لب غير ناضج ، ولكنها انخفضت بعد ذلك مع نضج اللب.

عندما اختبرت ماينارد ومعاونوها alkenylphenols مع أنواع مختلفة من فطريات الفاكهة ، وجدوا أن مركبات alkenylphenols لها خصائص مضادة للفطريات. لكن هذه المركبات نفسها جعلت الثمار أقل مذاقًا للخفافيش ، والتي تعتبر الموزعات الرئيسية لبذور النبات.

هذا توازن دقيق: مستويات عالية من alkenylphenols تحمي الفاكهة من الفطريات الضارة أثناء تطورها ، ولكن عندما تنضج ، تضاءلت مستويات Alkenylphenol بحيث تهتم الخفافيش بتناولها.

"تهاجم العديد من مسببات الأمراض الفطرية الثمار الناضجة ويمكن أن تجعل الثمار غير جذابة للمشتتات ، أو الأسوأ من ذلك أنها تدمر البذور تمامًا. تشير دراستنا إلى أن هذه السموم تمثل مقايضة في الفاكهة: فهي تمنع بعض الشركاء النافعين المحتملين ، لكن الفوائد التي توفرها وقالت سوزان وايتهيد ، الأستاذة المساعدة في قسم العلوم البيولوجية ، من حيث حماية البذور تفوق تلك التكاليف.

هذه الدراسة هي الأولى من نوعها لتوثيق الدور البيئي للألكينيلفينول. ليس من السهل رؤية التفاعلات الكيميائية في المملكة النباتية ، لكنها تلعب دورًا مهمًا في موازنة المفاضلات في التفاعلات المختلفة. في حالة P. sancti-felicis ، تساعد الألكينيلفينول النبات على السير في الخط الرفيع بين مناشدة موزعات البذور وصد الفطريات الضارة.

قال ماينارد ، وهو أيضًا زميل Interfaces of Global Change في مركز التغيير العالمي ، ومقره Fralin معهد علوم الحياة.

يساعد هذا الاكتشاف الباحثين على فهم الفروق الدقيقة في بيئة الغابات الاستوائية وكيف يساعد التنوع الكيميائي في النباتات في الحفاظ على هذا التوازن الدقيق. تمت دراسة الدفاعات الكيميائية النباتية في الغالب في أوراق النباتات ، لذا فإن هذا الاكتشاف الجديد يعزز فهم العلماء لكيفية وسبب أهمية هذه المركبات في الفاكهة. ولأن الفاكهة هي وسيلة نثر البذور ، فإن هذه المواد الكيميائية تلعب دورًا بيئيًا مهمًا.

قال وايتهيد ، وهو أيضًا عضو هيئة تدريس منتسب في مركز التغيير العالمي: "طورت هذه الدراسة فهمنا لكيفية عمل الغابات الاستوائية من خلال الجمع بين العلماء والخبرات من مجالات دراسية متعددة: علم البيئة النباتية ، وسلوك الحيوان ، والكيمياء ، وعلم الأحياء الدقيقة". ومعهد Fralin لعلوم الحياة.

لدى Whitehead Lab العديد من المشاريع الجارية التي تركز على كيمياء النبات ونثر البذور في محطة La Selva البيولوجية. نظرًا لأن السفر الدولي غير ممكن في الوقت الحالي ، يأمل الفريق في استئناف أبحاثهم عندما يكون ذلك آمنًا.


استنساخ النبات والحيوان (مع رسم بياني)

في النباتات ، تخضع السمات المهمة من الناحية الزراعية إلى المعلومات الوراثية المخزنة في الجينوم النووي والعضوي (أي البلاستيدات الخضراء والميتوكوندريا) ويمكن إجراء نقل الجينات في كل هذه الجينومات.

ومع ذلك ، فإن نقل الجينات في العضيات خاصة في الميتوكوندريا صعب نسبيًا مقارنة بالتحول الجيني النووي. يُطلق على امتصاص الخلايا في الميكروبات والنباتات للجينات اسم التحول.

خطوات في الهندسة الوراثية النباتية:

الخطوات الهامة التي ينطوي عليها الهندسة الوراثية النباتية هي كما يلي:

1. الخطوة الأولى هي تحديد وعزل الجين المهم من الناحية الزراعية.

2. الخطوة الثانية هي استنساخ الجين المعزول في ناقل تحول النبات.

3. الخطوة الثالثة المهمة هي إدخال الجين في البروتوبلاستيدات أو الخلايا أو الأنسجة النباتية باستخدام طرق نقل الجينات.

4. الآن يأتي الاستزراع والتجديد لنباتات كاملة من الخلايا المحولة وراثيا على وسط اختيار مناسب.

5. الخطوة المهمة الأخيرة هي إظهار التكامل والتعبير عن الجين الأجنبي في النباتات المحورة جينيا باستخدام التقنيات الجزيئية.

تطبيقات الهندسة الوراثية النباتية:

حتى الآن ، نجحت الهندسة الوراثية النباتية في إنتاج نباتات معدلة وراثيًا مقاومة للأمراض والآفات وكذلك مقاومة لمبيدات الأعشاب. For example, in tomato the slow ripening process of the fruits is developed in soybean, corn and cotton herbicide tolerance is developed in potato, tomato, tobacco and rice viral resistance is developed.

Animal Cloning and Genetic Engineering:

Animal cloning is more difficult than plant cloning because animal cells lose their totipotency on reaching the gastrula stage of animal development. However, animal tissue cultures from tumours and embryonic tissue cells have been successful. Standard techniques are available for isolating animal cells and tissues from different systems.

Some more important examples of animal cloning are tissue culture, somatic cell fusion, cell cloning and creating transgenics.

Gene Transfer in Animals:

Gene transfer in animals is mostly through direct methods such as electroporation or microinjection or using particle gun. In creating ‘Dolly’ the cloned sheep, fertilised egg of its mother was removed by micro-needle and nucleus from an udder cell of a donor sheep was microinjected in the egg after removing egg nucleus. The egg developed into ‘Dolly’ with genes identical to its mother.

Applications of Animal Cloning and Genetic Engineering:

Examples of animal products (medicines) produced through genetic engineering are:

(i) Chick embryo fluid which produces vaccines for influenza, measles and mumps,

(ii) Duck embryo fluid which produces vaccines for rabies and rubella.

How Sheep ‘Dolly’ Cloned?

Ian Wilmut and his associates at the Roslin Research Institute, Scotland, took cells from ewe (mother sheep’s udder). An udder cell is different from a skin cell or a muscle cell or a nerve cell.

They managed to store these udder cells in nutrient deprived culture. This checked the starved cells from dividing, and switched off their active genes.

Now, one udder cell complete with its nucleus was selected, as this nucleus carries the mother’s genetic information.

Meanwhile, unfertilized egg cell was taken from a different ewe (host mother sheep). Its nucleus was sucked out leaving an empty cell containing all the necessary components to produce an embryo. This cell was now ready to receive udder cell nucleus.

They now fused udder cell nucleus with the empty egg cell by electrical stimulation. Then this egg cell had the mother’s nucleus.

When a normal or altered egg is implanted in a different female is termed ‘surrogate mother’. This means, substitute mother.

Then the altered egg was cultured for six days. Out of many resulting embryos, one was implanted in the uterus of the surrogate mother, where it grew into a lamb.

Thus, Dolly was born genetically identical to mother sheep as her first cell nucleus came from mother’s cell.

How Calves are Cloned in Japan?

Scientists from Japan have cloned cattle in a different way.

They have got success in growing as many as eight identical calves from one fertilized cell of their mother.

The process is as follows:

When the mother cow has mated with the bull, she has a fertilized egg in her womb. Now this zygote divides in two and then in four and then in eight. This embryo is carefully removed from the womb, and the embryonic cells are separated using as enzyme.

Each isolated cell is kept in a nutrient medium and later implanted in the womb of a different ‘host mother’ cow.

The host mother’s womb must accept the cell and make it grow. Each cell may grow into a normal baby calf, if all goes well.

The birth of the first human clone (December 26, 2002), a baby girl called Eve by scientists, was announced by Brigitte Boisselier, head of a company named Clonaid. According to Boisselier, the child is an exact genetic duplicate of her mother.

To clone, scientists slip the nucleus of an adult cell, like a skin cell, into an unfertilized egg from which its own genetic material has been removed.

Then, if stimulated to act like a fertilized egg, the newly altered genetic material can then direct the egg to divide and grow into an embryo, then a foetus, then a newborn, if all goes well. Yet, as scientists have discovered, only rarely does all go well.

In animal work so far only about 1 to 5 per cent of cloning attempts succeed, said Randall Prather, a cloning expert. That is, for every 100 eggs, one to five clones are born.


شاهد الفيديو: أغرب 12 نباتات متوحشة وآكلة للحيوانات والأخير تسبب في تدمير مناطق بأكملها (أغسطس 2022).