Quando gli esseri umani hanno cominciato a migrare dall'Africa circa 100.000 anni fa, il loro colore della pelle è cambiato gradualmente per adattarsi ai loro nuovi ambienti.
E quando l'ultima Era Glaciale cessata circa 10.000 anni fa, antenati marini del pesce dello spinarello dell'oceano-abitazione ha avvertito i cambi spettacolari nella coloritura dell'interfaccia mentre hanno colonizzato i laghi ed i flussi formati di recente. La Nuova ricerca indica che malgrado il vasto golfo evolutivo fra gli esseri umani ed il pesce dello spinarello, le due specie hanno adottato una strategia genetica comune per acquistare la pigmentazione dell'interfaccia che aiuterebbe ogni le specie prosperare nei loro nuovi ambienti.
I ricercatori, piombo dal ricercatore David Kingsley di Howard Hughes Medical Institute, hanno pubblicato i loro risultati nell'emissione del 14 dicembre 2007 della Cella del giornale. Kingsley e primo Craig Miller autore sono alla Scuola di Medicina di Stanford University ed altri co-author provengono dall'Università di Oporto nel Portogallo, dall'Università di British Columbia, dall'Università di Chicago e dalla Pennsylvania State University che Ulteriori studi dello spinarello, dicono, possono rivelare altri pezzi malleabili di pesce genetico del macchinario sia che gli esseri umani hanno usato per adattamento.
Lo spinarello si è trasformato in in un organismo di modello primo per lo studio dell'evoluzione a causa della sua cronologia evolutiva straordinaria, ha detto Kingsley. “Gli Spinarelli hanno subito uno del più recente e radiazioni evolutive drammatiche su terra,„ ha detto. Quando l'ultima Era Glaciale cessata, ghiacciai giganti si è fusa e creato migliaia di laghi e di flussi in America settentrionale, Europa ed in Asia. Queste acque sono state colonizzate dagli antenati marini dello spinarello, che successivamente si sono adattati a vita in d'acqua dolce. “Questo ha creato un gran numero di piccoli esperimenti evolutivi, in cui queste popolazioni isolate del pesce adattate alle nuove sorgenti dell'alimento, ai predatori, al colore di acqua ed alla temperatura dell'acqua che hanno trovato in questi nuovi ambienti,„ Kingsley hanno spiegato.
Fra quegli adattamenti erano le nuove colorazioni che hanno aiutato il pesce a cammuffarsi, distinguere le specie ed ad attirare i compagni nei loro nuovi ambienti. Finora, tuttavia, gli scienziati non avevano capito che fattori genetici hanno determinato i cambiamenti nella pigmentazione dell'interfaccia.
Le Popolazioni umane egualmente hanno subito i cambiamenti della pigmentazione mentre si sono adattate a vita nei nuovi ambienti. Le ragioni ecologiche per quei cambiamenti possono essere abbastanza differenti dalle forze che determinano l'evoluzione della pigmentazione in spinarelli, hanno detto Kingsley. Come popolazioni umane migrate dall'Africa nei climi nordici, l'esigenza della pigmentazione più scura necessaria per proteggere dal sole tropicale intenso ha diminuito. Con interfaccia che era più trasparente a luce solare, gli esseri umani potevano meglio produrre la vitamina D sufficiente nel loro nuovo clima.
Per cominciare a capire la base genetica dei cambiamenti della pigmentazione dell'interfaccia in pesce, Kingsley ed i suoi colleghi hanno attraversato le specie dello spinarello che hanno avute reticoli differenti della pigmentazione ed hanno usato i marcatori genetici e la mappa recentemente completata di sequenza del genoma del pesce per cercare la pigmentazione di regolamentazione dello spinarello del meccanismo. Hanno cercato i segmenti del cromosoma nella prole che sono stati associati sempre con l'eredità di buio o branchie e interfaccia dell'indicatore luminoso. Con una mappatura dettagliata di un tale segmento, Kingsley ed i suoi colleghi hanno trovato che un gene chiamato Kitlg (breve per “il legante del Kit ") è stato associato con l'eredità della pigmentazione. Kitlg era un candidato eccellente per la pigmentazione di regolamentazione perché i moduli mutanti del gene corrispondente in mouse producono i cambiamenti nel colore della pelliccia, ha detto Kingsley.
Il gene di Kitlg è compreso in vari trattamenti biologici, compreso lo sviluppo della cellula germinale, lo sviluppo delle cellule del pigmento e l'ematopoiesi. Il pesce Di Colore Chiaro ha mutazioni regolarici che diminuiscono l'espressione del gene di Kitlg in branchie ed in interfaccia, ma che non diminuisca la funzione del gene in altri tessuti. “Alterando l'espressione di questo gene in un posto particolare nell'organismo, il pesce può regolare il livello di espressione di quel fattore in alcuni tessuti ma non altri,„ ha detto Kingsley. “Che lascia i prodotti di evoluzione un grande effetto locale su un tratto come colore mentre conservando le altre funzioni del gene.„
Gli Esseri Umani egualmente hanno un gene di Kitlg e Kingsley ed i suoi colleghi si sono domandati se svolgesse un ruolo nella regolamentazione della pigmentazione di interfaccia umana. Una bugna che hanno avuti ha ottenuto dalla ricerca precedente altri gruppi che avevano rivelato che il gene di Kitlg dell'essere umano ha subito i cambiamenti differenti fra le popolazioni umane differenti, suggerenti che fosse evolutionarily significativo.
Kingsley ed i suoi colleghi hanno provato se le versioni umane differenti del gene di Kitlg sono associate con i cambiamenti a colori il colore della pelle. Gli Esseri Umani con due copie del modulo Africano del gene di Kitlg hanno avuti colore della pelle più scuro che la gente con una o due copia di nuova variante di Kitlg che è comune Europa ed in Asia.
“Sebbene le regioni cromosomiche multiple contribuiscano al tratto complesso della pigmentazione sia in pesce che in esseri umani, abbiamo identificato un gene che svolge un ruolo centrale a colori i cambiamenti in entrambe le specie,„ abbiamo detto Kingsley.
“Poiché il pesce e gli esseri umani guardano così differenti, la gente è sorpreso spesso che i meccanismi comuni possono estendere attraverso entrambi gli organismi,„ lui ha detto. “Ma ci sono parallele reali fra la cronologia evolutiva degli spinarelli e gli esseri umani. Spinarelli migrati dall'oceano nei nuovi ambienti circa i diecimila gli anni fa. E crescono circa una volta che ogni uno o due anno, dante loro cinque mila alle generazioni di diecimila per adattarsi ai nuovi ambienti.„
Sebbene gli esseri umani moderni sorgano in Africa, sono pensati per migrare dall'Africa durante i 100.000 anni ultimi. “Gli Esseri Umani crescono circa una volta che ogni 20 anni, dando loro circa 5.000 generazioni o così emergere da un ambiente ancestrale e colonizzare ed adattarsi ai nuovi ambienti intorno al mondo,„ Kingsley ha aggiunto. “Così malgrado la differenza durante gli anni totali, il trattamento di fondo è realmente abbastanza simile. Se è pesce o esseri umani, c'erano piccole popolazioni di migrazione che incontrano relativamente i nuovi ambienti e che evolvono i cambiamenti significativi in alcuni tratti in un periodo ridotto. Ed i meccanismi genetici che possono produrre questi cambiamenti possono così essere costretti che l'evoluzione tenderà a utilizzare gli stessi ordinamenti dei geni negli organismi differenti.„
Kingsley ed i suoi colleghi ora stanno esplorando la base genetica di altra tratti mutevoli nello spinarello che potrebbe trovare una parallela in esseri umani. “E dato il grado a cui i meccanismi evolutivi sembrano essere divisi fra le popolazioni e gli organismi, siamo ottimisti circa l'individuazione dei geni particolari che sono alla base di altri adattamenti recenti a in corso d'evoluzione sia in pesce che in esseri umani,„ lui abbiamo detto.
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