LUCA voorlopig nog denkbaar

bacterien,cel, cellen, eukaryoten, evolutie, evolutie,evolutie,FECA, LECA, LUCA, oerbacterie, oersoep, organel,prokaryoten, protisten, protoeukary
oten ,voorouder
LUCA
http://www.nature.com/cgi-taf/DynaPage.taf?file=/nature/journal/v427/n6976/full/427674a_fs.html
Als je ver genoeg teruggaat, dan delen mensen, kikkers, bacteriën en slijmvormen een gemeenschappelijke voorvader. Maar de
wetenschappers weten nog niet wat een dergelijke oude voorvader eigenlijk voorstelt , of zelfs of het één enkel uniek schepsel was .
John Whitfield bekijkt het materiaal.
„Waarschijnlijk zijn alle organische wezens die ooit op deze Aarde hebben geleefd , afstammelingen van een fundamentele vorm “ (1) schreef Darwin in
zijn" Origin " die in 1859 wordt gepubliceerd.
Darwin had geen enkele toen reeds ontwikkelde methode of betrouwbare manier om zo ver terug te kunnen kijken in de tijd. Maar de studie en
ontdekkingen in en rond het genoom heeft onderzoekers de hoop gegeven dat zij iets over die verre voorouderr van al leven iets definitief zullen kunnen
te weten komen .
In 1999, gaven zij het zelfs al een naam aan die hypothetische voorouder LUCA, wat staat voor Laatste Universele
Gemeenschappelijke(Common) Voorouder (ancestor) of LUGV.
Maar toch ....ondanks de rijkdom aan reeds verzamelde genetische gegevens( het artikel komt uit 2003) is LUCA nog niet ontdekt .
In theorie, zouden de sleutelaanwijzingen ( = of basis )van het organisme waaruit al het verdere leven evolueerde, in moderne genomen moeten kunnen
worden gevonden . Maar tot dusver, zijn de inspanningen om de genen van LUCA te reconstrueren door vele extante afstammelingen (en hun
stambomen )met elkaar te vergelijken, in frustratie gebeëindigd.
De basis vragen naar de aard van LUCA blijven onbeantwoord.
Leefde het in een heet-water milieu, zoals vlak bij een en hydrothermale bron op de bodem van de oceaan,(black Smoker ?) of in koelere oorden aan
de oceaanoppervlakte?
Was LUCA(relatief) eenvoudig gebouwd , zoals een bacterie, of van meet af aan complexer?
Er zijn aanwijzingen dat sommige van deze vragen zullen kunnen worden beantwoord ?
Sommige onderzoekgroepen zoeken LUCA binnen bepaalde temperatuurgrenzen .. Anderen richten zich op de theoretisch mogelijke genetische
blauwdruk(ken) . van (hypothetische ) LUCA
Binnen al dit speculatieve werk, zal de de beste en de meest verrassende theorie noodzakelijk ook eentje zijn die moet helpen verklaren waarom
LUCA zo moeilijk te vinden was .
Misschien is er bij LUCA , geen sprake van één enkel organisme . In plaats daarvan, geloven de meeste onderzoekers nu dat wij LUCA moeten zien
als een grote genenpoel die onder een grote groep van primitieve organismen worden gedeeld/uitgewisseld en samen een groot netwerk vorm(d)en
Het „naïeve beeld dat een groep organismen al hun genen van een eenvoudige unieke laatste gemeenschappelijke voorvader kreeg , is aan het
verkruimelen "zegt microbioloog Gary Olsen van de Universiteit van Illinois
"In de plaats, komt het idee van een verfijnde, globale interagerende gemeenschap te voorschijn, " zegt hij. Eerder dan een laatste gemeenschappelijke
voorvader, kan LUCA een laatste gemeenschappelijke gemeenschap (pen) geweest zijn.( een soort reeds levend geworden oersoep ? )
Het onderzoek naar LUCA begon met de studie van het ribosomale RNA, een essentieel onderdeel van de eiwit-aanmaakt binnen de "cel"- machine. De
genen die deze ribosomen sturen zijn essentieel en blijven ten alle tijde bijna ongeschonden behouden in de stamlijnen ; dat betekenend dat
hun respectievelijke afstammelingen en hun sequenties (van hun vier basen (cytosine, guanine, adenine en thymine, die uracil in RNA) ) bijna identiek
blijven in alle vormen van het aardse leven.
Omdat deze sequenties zo weinig in de tijd zijn veranderd( slechts heel weinig gemuteerd op een paar loci( puntmutaties ? ), zijn ze ideaal bij
de ontrafeling van stambomen, of van de fylogenese, van evolutieve splitsingen die miljarden jaren geleden voorkwamen.
De techniek is krachtig, maar het heeft nog geen definitief antwoord kunnen formuleren op de kwesties rond (O.a.)
de voorgestelde temperatuurbegrenzingen waar in een van de verklarende theoretisch werkhypothetische insteken wordt op ingefocust
Sommigen geloven , dat LUCA „thermofiel of warmteminnend ( tot in het exttreme ? ) was. Niet alleen was er waarschijnlijk 3.5 miljard jaar geleden een
hete Aarde , maar de ontdekking in de jaren '70 van een nieuw "rijk "van het levende, de archaea, stelde ook al een heet-water oorsprong als plausibel
voor.
Deze eencellige "organismen" delen namelijk kenmerken met de andere twee domeinen, de bacteriën en eukaryotes - (=complexere wezens met
celkern(en) en ook alle meercellige schepselen zoals paddestoelen, planten en dieren. )
In vele fylogenetische stambomen , zijn de moderne groepen geplaatst als zijnde het meest verwant aan de gemeenschappelijke voorvader
van de archaea en de hyperthermofiele bacteriën
Hyperthermofielen zijn extremofielen die leven in plaatsen waar de temperaturen 80°C overschrijden ,bijvoorbeeld in de heetwater bronnen -van
het Yellowstone National Park in Wyoming en hydrothermale black smokers op de oceaanbodem
„Er is nog weinig discussie over waar de wortels de levensboom liggen : alle groepen die er het dichts bij aanleunen zijn hyperthermofiel ,“ zegt
microbioloog Michael Adams van de Universiteit van Georgië,
Anderen, echter, denken dat LUCA het koelere oppervlaktewater van de oceaan nodig had Zij wantrouwen een fylogenese die zich op een "hete
oorsprong "richt omdat zij tot dusver daar niets mee kunnen . De veranderingen in bouwplan en programmatuur kunnen tijdens dergelijke langdurige
tijdspanne die extante organismen en hypothetische voorouder van alle leven , van elkaar scheiden , elk mogelijk fylogenetisch signaal of overblijfsel ,
wissen
Bovendien zijn statistische en niet- eenduidige grilligheid de inherente achillespees van
dergelijke fylogenetische ananlyses
Bijvoorbeeld, de vertikale en horizontale verspreidingen van diverse genkopijen (en die het snelst "evolueren," ) neigen ertoe om
uiteindelijk samen te gaan figureren in de voorgestelde stambomen , zelfs als zij slechts van heel ver verrwant( kunnen ) zijn( volgens de geldende
consensus ) . De methode zit ook (nog)vol speculaties ; Zo plaatste dan ook een fylogenetisch analytische studie die op langzaam evoluerende (
gradualistische ) opeenvolgingen ( en delingsnelheden ) werd gebaseerd , ( in datzelfde jaar 2003 ) een niet thermofiele groep aan de basis van de
bacteriële familieboom.
Het nader bekijken van het ribosomaal RNA van extremofielen kan iets over de temperatuur van het habitat van het ( theoretische ) LUCA openbaren.
?
De organismen in hete milieu's bezitten ribosomal RNA dat rijk is aan de basenparen guanine (G) en cytosine (c) . Deze G-C paren zijn strakker met
elkaar verbonden dan het alternatief, Au, en zijn daarom stabieler bij hoge temperaturen.
Maar tot dusver zijn de resultaten met betrekking tot de reconstructie van het LUCA roibosoom RNA erg verdeeld.
Ééntje( de reeds vermelde disidente analyse ) stelde voor dat LUCA een koel-waterschepsel was. Maar deze analyse liet sommige thermofiele groepen
weg, zegt David Saul van de Universiteit van Auckland.
Hij gelooft dat er een tendens naar lagere G-C verhoudingen is , later op de stamboom van het leven beweegt .
Of LUCA in de branding speelde of in heet water is,eigenlijk nog een open vraag. Men had gehoopt dat fylogenetische analyses met behulp
van het ribosomaal RNA zou hebben kunnen vertellen welke van de drie domeinen van het leven - bacteriën, eukaryotes of archaeans - de meest
waarschijnlijke dichtste verwant van Luca zou zijn
Het was niet zo eenvoudig. De relevante theoretische fylogenetica baseert zich op het principe dat een groot verschil tussen twee soorten
een verre gemeenschappelijke voorvader betekent. Maar het aantal "mogelijke" bomen neemt exponentieel toe met elke soort die aan de analyse wordt
toegevoegd.
Voor de allerdiepse fylogenese, die in het verre verleden ligt , worden kleine ribosomale verschillen tussen het RNA van vele soorten
vereist ter vergelijking, en het aantal mogelijke bomen is astronomisch. De onderzoekers hebben wiskundige technieken bedacht om de " meest
waarschijnlijke boom" te kunnen vinden, maar het is vaak moeilijk om tussen de vele mogelijkheden met enig ( hoe klein mogelijk ook
gehouden ) vertrouwen te kiezen.
Het vergelijken van meerdere genen kan de keus gemakkelijker maken, en tijdens het afgelopen decennium, is de analyse
van complete genomen begonnen , wat deze aanpak uitvoerbaar zal maken.
Meer dan honderd organismen zijn nu(in 2003) volledig gesequensed en dat leidt opnieuw tot heel wat optimisme dat hoopt dat de wortels van het
leven traceerbaar kunnen zijn.
(l) de oospronkelijke quote : "Probably all of the organic beings which have ever lived on this Earth have descended from some one primordial
form,"
After all, the genetic code and much of biochemistry is universal, so perhaps LUCA can be revealed by finding a set of genes for basic biological functions
that is present in all organisms. Universal genes Oddly, this extensive comparison of genome sequences from widely divergent modern organisms has
identified only about 60 genes that appear to be universal, and therefore probably date back to LUCA. That's nowhere near enough to sustain an organism,
says Eugene Koonin, an evolutionary genomics researcher at the National Center for Biotechnology Information in Bethesda, Maryland. The majority of
these genes are involved in translation, the process of converting the sequence of bases in DNA into the sequence of amino acids in protein. "On these
genes alone, LUCA would go nowhere," Koonin says. "There is nothing for a cell membrane, or for energy metabolism, or any synthetic capabilities. There
should have been several times more genes." According to some evolutionary biologists, the implications for LUCA are strange indeed. If a
single LUCA laid the foundations for the modern diversity in membranes, metabolism and so on, it must have had several different versions of many
important genes, in addition to the universal 60. Later lineages would each have pruned all but one from this set, giving rise to the current diversity in basic
biochemical pathways. The idea that organisms become more complex rather than less as you get closer to the root of the tree of life is impossible to
swallow, says Saul. A single LUCA "would have to have had the most bizarre biochemistry imaginable". At the same time, evidence was mounting that
early life forms were particularly promiscuous in sharing their genes around, in a process called horizontal transfer. Among the genes that should be highly
conserved—and therefore good for phylogenies — are those involved in handling genetic information, such as DNA polymerase, which copies DNA, and
topoisomerase, which controls the structure of DNA. But the surprise result from this work was that the patterns of ancestry vary depending on which gene
you look at. In other words, the phylogenies revealed only the ancestry of the genes themselves, not the relatedness of the species that housed them. This
showed genes had hopped between lineages. For those trying to trace the tree of life back to its roots, the evidence that horizontal transfer had scrambled
phylogenies was a serious blow. The impact on evolutionary biology was like "a fox in a hen house", says Carl Woese, an evolutionary biologist at the
University of Illinois in Urbana-Champaign. Some biologists believe that horizontal gene transfer makesLUCA unknowable. "Four billion years is plenty of
time to scramble the phylogenetic record," says evolutionary biologist Ford Doolittle of Dalhousie University in Halifax, Canada. "Life had achieved its
modern cellular status much earlier than anything we can trace back." Olsen counters that, while trees vary from gene to gene, the average tree that
emerges from comparing many genes at once is consistent with the results obtained for ribosomal RNA alone. In other words he believes the phylogenetic
record has been eroded, but not erased. In 1998, the puzzles surrounding the nature of the first life forms led Woese to propose that the universal common
ancestor was actually a community of organisms sharing genes. In this communal world, the various primordial organisms had independently come up with
solutions to similar problems, such as how to build and expand a membrane, or how to convert organic molecules into useful energy. All of the genes
encoding these solutions were available to all the cells in the commune. "I picture genes and their products flowing through a sea of cells," Woese says.
Plug-and-play genes The genes in this early world would have been 'modular' — their products able to function on their own. Whereas today many cellular
functions, such as DNA translation and replication, rely on complex machines encoded in several genes, nearly all the genes in LUCA's community would
have been able to function by themselves, like cassettes that can be loaded, removed and replaced. Antibiotic-resistance genes are like that today. A
bacterium need only acquire one to fend off an antibiotic. Ultimately, around 3.5 billion years ago, the modern domains of life would have emerged from the
gene-swapping m챗l챕e with many of the genes from the last common community riding on their coat-tails. Inheritance and mutation would then have
replaced gene transfer as the most important source of biological novelty as cells became more complex and their functions became less interchangeable.
This point, says Woese, was the true origin of species, and so he has christened it the darwinian threshold. Woese's genetic and biochemical commune
has become a leading theory of early life, but it has not entirely quashed the concept ofLUCA. Koonin, for instance, is still working to provide LUCA with a
coherent genome by expanding the list of genes it contained beyond the universal 60. He believes modern genes that are almost universal probably also
date back to LUCA, and have simply been replaced in a few organisms. So these should be added to the list. It's trickier to tell with less-common genes,
and bio-informatic techniques are not yet sophisticated enough to construct a full gene set for LUCA, Koonin says. But it will get easier as sequencing data
continue to accumulate. "The ultimate goal is to arrive at a most defendable reconstruction in terms of a set of genes," he says. This set will number about
600, Koonin estimates, based on what contemporary genomes tell us about the minimum number of genes needed by a self-sufficient organism. Building a
microbe Once that set of genes is known, it might even be possible to create LUCA in a dish. Building a microbe may seem outlandish, but just such a
project is already under way. In 2002, human genome sequencer Craig Venter announced his plan to build an artificial cell with a minimal genome based
on modern genes at his Institute for Biological Energy Alternatives in Rockville, Maryland. And last year, a team led by Steven Benner of the University of
Florida, Gainesville, used phylogenetic analysis to resurrect a protein from an ancient bacterium that lived around a billion years ago. If an
artificial LUCA could survive in a laboratory dish, it might deal a blow to the notion of a communal ancestor that depended for survival on neighbours
exchanging genes. That would not surprise Patrick Forterre of the Paris-Sud University in Orsay and the Pasteur Institute in Paris, who says the
communal LUCA notion doesn't fit with the way evolution works. "To think of LUCA in terms of a community is to remove the idea of darwinism from early
evolution," he says. Although LUCA undoubtedly swapped genes with its neighbours, Forterre argues that it would also have competed with them and
ultimately triumphed through some key innovation. Late last year, Canadian mathematicians provided support for Forterre's case with a model suggesting
that a 'commune' of protocells could not persist. Peter Antonelli and Solange Rutz at the University of Alberta in Edmonton wrote equations describing the
competition for resources and the sharing of genes and biochemicals that would have gone on in such a world, and found them to be mathematically
unstable. In other words, they say, the commune would have fallen apart. But Woese believes the critique says nothing about his hypothesis. The world of
a communal LUCA has so far only been described in qualitative terms, he points out, so there are many mathematical models that could produce an
approximate version of it. Also, the modern microbial world is full of bacterial communities that share resources, if not genes. Of course,
finding LUCA would not solve the puzzle of how life began. The idea of a last common community, with a communally sophisticated biochemistry, raises
another question: how did all this evolve? This is for someone else to answer, says Woese. "We don't understand how to create novelty from scratch —
that's a question for biologists of the future." Blowing hot and cold: genetic analysis has failed to resolve the question of whether the last common ancestor
of bacteria, eukaryotes and archaeans lived in cool, shallow waters, or in a hot environment such as hydrothermal vents (above) or hot springs like those in
Yellowstone National Park. Carl Woese: "I picture genes and their products flowing through a sea of cells"
References
1. Lazcano, A. & Forterre, P. J. Mol. Evol. 49, 411–412 (1999). | ChemPort |
2. Nisbet, E. G. & Sleep, N. H. Nature 409, 1083–1091 (2001). | Article | PubMed | ISI | ChemPort |
3. Woese, C. R. & Fox, G. E. Proc. Natl Acad. Sci. USA 74, 5088–5090 (1977). | PubMed | ChemPort |
4. Brochier, C. & Phillippe, H., Nature 417, 244 (2002). | Article | PubMed | ISI | ChemPort |
5. Galtier, N., Tourasse, N. & Gouy, M. Science 283, 220–221 (1999). | Article | PubMed | ISI | ChemPort |
6. Koonin, E. V. Nature Rev. Microbiol. 1, 127–136 (2003). | Article | ChemPort |
7. Brown, J. R. & Doolittle, W. F. Microbiol. Mol. Biol. Rev. 61, 456–502 (1997). | PubMed | ISI | ChemPort |
8. Doolittle, W. F. Curr. Opin. Struct. Biol. 10, 355–358 (2000). | Article | PubMed | ISI | ChemPort |
9. Woese, C. Proc. Natl Acad. Sci. USA 95, 6854–6859 (1998). | Article | PubMed | ChemPort |
10. Woese, C. R. Proc. Natl Acad. Sci. USA 99, 8742–8747 (2002). | Article | PubMed | ChemPort |
11. Eric, A., Gaucher, E. A., Thomson, J. M., Burgan, M. F. & Benner, S. A., Nature 425, 285–288 (2003). | Article | PubMed | ChemPort |
12. Antonelli, P. L., Bevilacqua, L. & Rutz, S. F. Nonlin. Analysis: Real World Appl. 4, 743–753 (2003). | Article | ISI |
http://www.funpecrp.com.br/gmr/year2003/vol4-2/gmr0070_full_text.htm
Was LUCA
---één enkel individu ?( het lokale en unieke punt van oorsprong met slechts één
enkele opbouw van componenten en configuratie daarvan ? )
----een groep van verschillend abiogenetisch onstane systemen van verschillende origine/ en gebouwd volgens verschillende principes ( een groep van
verschillende onderdelen van protobionte grondstoffen voor het “ leven “ ) ?
----- of een ecologische levensgemeenschap ?---> met veel anorganische ( silicium ? heteregone dingen als kleien ? ) en op CHNOPS ( koolstof, waterstof
, stikstof , zuurstof , fosfor en zwavel ) basis gebouwde interacterende deelnemers ?
Het reconstrueren van LUCA is een frustrerende bezigheid
1.- Het gaat over de vragen naar
a) de ideale temperatuur waaronder LUCA zich kon organiseren en handhaven
Kommentaar
---> de bedenking “ al dan niet geschapen (of bewust-intelligent ineengezet , wel te verstaan )“is hier niet aan de orde
b) de ( veronderstelde )genomische opbouw van die voorvader , die uit de , in ander onderzoek gevonden en voorgestelde( niet meer weg te denken )
genetische stambomen van dehuidig levende biodiversiteit , daaruit zou zijn af te leiden
--->>Daaronder bijvoorbeeld de zoektocht naar en van de oplossing van de vele problemen rond de minimale genenset die nog in staat is
zelfstandig( = zonder levende gastheer ) te overleven en te reproduceren …
http://www.er.doe.gov/Sub/Accomplishments/Decades_Discovery/77.html
http://www.tigr.org/about/minimalgenes.pdf
of
http://www.google.be/searchq=cache:v0ftSJ9M3KwJ:www.tigr.org/about/minimalgenes.pdf+mycoplas+genitalium++genome&hl=nl&ie=UTF-8
--->> Men is er ook al in geslaagd bepaalde virussen ( bijvoorbeeld het allereerste succes in 2002 op dat gebied ---> polio –virus) en virusmodellen
synthetisch te bereiden vertrekkende van “ rondslingerend “ chemisch materiaal … ( “ scratch “ )
…. en die moeten dus wel overleven in een biotische gastheer ….
Niet alleen is men er in geslaagd iets” bijna- levends” te demonteren en het terug in elkaar te zetten ( monteren )
---> maar NU heeft men het ook al kunnen construeren , desnoods atoom per atoom …
.....en dat is door mensen in een lab gebeurd , NIET TOEVALLIG dus ,en "gepland "
--- >> Natuurlijk is het de mens die de bepaalde PRODUKTIE ( hier is dat de laboratorium set -up ) heeft opgezet waaruit dit ding is
voortgekomen en het is eveneens zo dat
---> de mens vooraf wist wat hij moest monteren nml --> het reeds bekende
(vooraf ge-sequenste )polio-genoom als referentie en doel …
m.a.w. er is vooraf intelligent gepland .( door de menselijke intelligentie in dit geval ..)
---> het is goed voorstelbaar dat ook andere produktielijnen dan de hier( door de menxs ) gebruikte , KUNNEN bestaan ( je kan ook lang
verschillende wegen en op verschillende manieren ( per auto , per trein , te voet naar Brussel reizen )
--> indien echter een virus al geproduceerd kan worden op een “synthetische “ manier en met behulp van een bepaalde procedure (--->
overigens een groot gevaar als deze kennis en technologische know-how ooit in handen van terroristen valt )----....maar dat KAN dus NIET
zonder enige produktielijn of buiten de bestaande natuurwetten
Je kan water uberhaupt koken op een fornuis in een theeketel en omdat water nu eenmaal begint te koken als het wordt verwarmd ( en onder
een bepaalde atmosferische druk in dit geval ) ... maar water kan ook koken in een vulkaan , of in een black smoker ... dat dient daarom nog
niet allemaal het gevolg te zijn van "ontworpen opstellingen " ....toch ?
Ref
http://66.249.93.104/search?q=cache:cNwVU7w1tyAJ:www.forum.radicaalchristen.be/post.php%3Faction%3Dreply%26fid%3D32%26tid%3D218%26repq
uote%3D1805+Luca++RCforum+nexus+final+&hl=nl&lr=lang_nl
De vraag is dus niet meer
“wie of wat heeft het virus geproduceerd “
maar
“wie of wat heeft de produktielijn waaruit het leven voortkomt ontwikkeld /opgezet ? en doeltreffend geconfigureerd en afgesteld “
En ( misschien aansluitend ) is die constructeur een intellect of een
blind proces ? ( zeg maar "moeder" natuur , als we dan toch antropomorfismen gaan gebruiken ? )= the blind watchmaker ?
http://news.bbc.co.uk/2/hi/science/nature/2122619.stm
http://news.bbc.co.uk/2/hi/science/nature/2124354.stm
http://www.nature.com/nsu/031110/031110-17.html
http://www.newscientist.com/news/news.jsp?id=ns99994383
LUCA
Hans Jongkind
http://www.volkskrantblog.nl/blog/7494
LUCA is de " Last Universal Common Ancestor. "
Ik kwam ze voor het eerst tegen in een artikel van Freeman Dyson.(1)
Het zijn de hypothetische voorlopercellen van alle levensvormen.
Ze zijn genetisch verschillend, maar kunnen hun genetisch materiaal vrijelijk en snel met elkaar uitwisselen.
Efficientere genen voor celdeling en metabolisme blijven in de populatie LUCA behouden door een positieve selectie, mindere worden weggeselecteerd,
en een snelle evolutie van moleculen vindt binnen de cellulaire oersoort plaats.
De bacterioloog Woese die belangrijk werk heeft gedaan op het gebied van de classificatie van bacterieën spreekt van een horizontaal genen transport.
(TransLaterale gen uitwisseling en sharing )
" .... Op een bepaald ogenblik (twee tot drie miljard jaar geleden) sluit een zeer efficiente LUCA zich af van zijn populatie, doet zijn membraan dicht, en
begint zijn eigen delingsweg als bacteriesoort.
Een aantal miljoenen jaren later splitst een archaebacterie zich af van de LUCA's, en weer later een cel met een echte kern, de eukaryoot.
Uiteindelijk worden de LUCA's door deze drie oersoorten verdrongen. (2)
Op dat moment begint de darwinistische periode met soortvorming door catastrophes, concurrentie en overleving van de fitste.
De moderne mens kan met behulp van biotechnologie genen horizontaal verplaatsen van bacterieën naar planten of dieren, of tussen planten en dieren,
waarbij de soortgrensen gaan vervagen.
Er is binnen de altruïstische mensengemeenschap ook een horizontale culturele evolutie met behulp van "memes".
We zijn volgens Dyson dus weer terug in een soort LUCA tijdperk.
Literatuur:
Freeman Dyson: New York Review of Books, July 19, 2007;
Goldenfield en Woese: Nature 445, 369, 2007;
Woese: PNAS 99, 8742, 2002;
Koonin, Galperin, Norwell: Sequence-Evolution-Function, Kluwer 2003;
Geol Choi en Hou Kim: PNAS 107, 4489, 2007
(1) Zie ook :
uitstervingen (<)
Uitsterven is vooruitgang? Maarten Keulemans Uitsterven ...
The Three Domain Hypothesis (part 1) (Nov. 17, 2006 )
The Three Domain Hypothesis (part 2) (Nov. 22, 2006)
The Three Domain Hypothesis (part 3) (Nov. 26, 2006)
The Three Domain Hypothesis (part 4) (Nov. 29, 2006)
The Three Domain Hypothesis (part 5) (Dec. 8, 2006)
The Three Domain Hypothesis (part 6) Carl Woese (Dec. 31, 2006)
Now the IDiots Don't Get Evolution (Feb. 14, 2007)
The Web of Life (March 15, 2007)
http://sps.k12.ar.us/massengale/sample%20abstract.htm
About 10 years ago, scientists finally worked out the basic outline of how modern life forms evolved. Now, parts of their tidy scheme are
unraveling. Charles Darwin contended more than a century ago that all modern species diverged from a more limited set of ancestral groups, which
themselves evolved from still fewer progenitors and so on back to the beginning of life. In principle, the relationships among all living and extinct organisms
could be represented as a single genealogical tree. Discoveries made in the past few years have begun to cast serious doubt on some aspects of the tree,
especially on the depiction of the relationships near the root.
Scientists could not even begin to contemplate constructing a universal tree until about 35 years ago. From the time of Aristotle to the 1960’s,
research deduced the relatedness of organisms by comparing their anatomy or physiology or both. For complex organisms, scientists were frequently able
to draw reasonable genealogical inferences in this manner. Microscopic single-celled organisms, however, often provided too little information for defining
relationships. In the mid-1960’s, Emile Zuckerland and Linus Pauling of the California Institute of Technology came up with a different strategy other than
just comparing anatomy and physiology. They proposed basing family trees on differences in the building block sequences for genes and proteins. Their
approach is known as molecular phylogeny, and it states that individual genes are composed of unique sequences of nucleotides that typically serve as the
blueprint for making specific proteins. These proteins are in turn composed of particular strings of amino acids. Consensus holds, that in the universal tree
of life, the early descendant’s last common universal ancestor was a small cell without a nucleus. This ancestor was a prokaryote.
At this same time, Carl R. Woeses of the University of Illinois was turning his attention to a powerful new yardstick for evolutionary distances --- a
small molecular subunit known as ribosomal RNA. Higher sections of the universal tree of life have based many of their branching patterns on sequence
analysis of rRNA genes. By the 1960’s, microscopists had determined that the world of living things could be divided into two separate groups --eukaryotes and prokaryotes, depending on the structure of the cells that composed them. The endosymbiont hypothesis proposes that mitochondria
formed after a prokaryote that had evolved into an early eukaryote engulfed and then kept one or more alpha-proteobacteria cell. Eventually the bacterium
gave up its ability to live on its own and transferred some of its genes to the nucleus of the host becoming a mitochondrion. Later, some mitochondrion
bearing eukaryote ingested a cyanobacterium that became a chloroplast. Eventually most scientists accepted this hypothesis because the overall
structures of certain molecules in archaeal species of bacteria. Similarly, the archaeal proteins responsible for several crucial cellular processes have a
distinct structure from the proteins that do the same tasks in more modern bacteria.
Once scientists accepted the idea of 3 domains of life instead of two, they naturally wanted to know which of the 2 structurally primitive groups --- true
bacteria or archaic--- gave rise to the first eukaryotic cell. In 1989, research groups led by J. Peter Gogarten of the University of Connecticut and Takashi
Miyata of the Kyushu University in Japan used sequence information from genes for other cellular components to establish the “root” for the universal tree
of life. Comparisons of rRNA can indicate which organisms are closely related, but for technical reasons, cannot be themselves indicate which groups are
the oldest and therefore closest to the root of the tree. DNA sequences encoding 2 essential cellular proteins agreed that the last common ancestor
spawned both the true bacteria and archaic bacteria and then the eukaryotes (with a nucleus) branched from the archaic.
Still, as the DNA sequences of complete genomes have become increasingly available, research groups have noticed patterns that are disturbingly
at odds with the prevailing beliefs. If the consensus tree were correct, transferred genes would be ones involved in cellular respiration or photosynthesis
and not in other cellular processes. A good number of those bacterial genes though serve nonrespiratory and nonphotosynthetic processes critical to the
cell’s survival. This classic tree also indicates that bacterial genes migrated only to a eukaryote, not to any archaic. However, archaic have been found to
contain a substantial store of bacterial genes. Quite possibly, the pattern of evolution is not as linear and treelike as Darwin imagined it. Although genes are
passed vertically from generation to generation, this vertical inheritance is not the only process that has affected the evolution of the cells. Lateral or
horizontal gene transfer of genes has also profoundly affected evolution. Such lateral transfer involves the delivery of genes, not from a parent cell to its
offspring, but across species barriers. Lateral gene transfer would explain how eukaryotes that supposedly evolved from an archaeal cell obtained to many
bacterial genes important to metabolism. The eukaryotes picked up genes from bacteria and kept those that proved most useful.
The “revised” tree of life retains a treelike structure at the top of the eukaryotic domain and acknowledges that eukaryotes obtained mitochondria and
chloroplasts from bacteria. But it also includes an extensive network of untreelike links between branches. These links have been inserted somewhat
randomly to symbolize the lateral gene transfers that occur between unicellular organisms. This “tree” also lacks a single cell at the root; the three major
domains of life probably arose from a population of primitive cells that differed in their genes.
Aards leven komt uit één bron
14 mei 2010 Tim Kraaijvanger
Bronmateriaal:
"Life on Earth Arose Just Once" - Wired
"Analysis Confirms Life Has a Single Source" - Softpedia
Hoe is het leven op aarde ontstaan? Ontstond leven op verschillende plekken op aarde, of komen wij uit één bron? Biochemicus Douglas Theobald van de
Brandeis universiteit denkt dat het leven evolueerde uit één bron. Zijn uitspraak is gestoeld op nauwkeurige computersimulaties.
De laatste tijd is er geroezemoes onder wetenschappers over het ontstaan van leven. Sommige wetenschappers denken dat het leven ontstaan is uit één
bron, anderen denken dat er meer dan één primordiale levensvorm was. Al deze structuren zouden bij kunnen dragen aan de ontwikkeling van leven. Het
leven op aarde zou gestart zijn als een web, in plaats van alles een boom met één wortel.
Theobald analyseerde beide ideeën nauwkeurig. Uit zijn berekeningen blijkt dat de kans op de ontwikkeling van leven 102.860 keer groter is uit een enkele
bron, dan uit meerdere bronnen. “Dit antwoord verrast ons niet, maar we zijn wel blij dat de eenheid van leven is geslaagd voor een formele test”, vertelt
David Penny, onderzoeker bij het Allan Wilson Center.
De analyse van Theobald was erg uitgebreid. De onderzoeker selecteerde 23 proteïnen, die te vinden zijn in het taxonomisch spectrum en qua structuur
verschillen. Hij keek naar deze proteïnen in twaalf simpele organismen, zoals bacteriën en eukaryoten. Vervolgens voerde hij computersimulaties uit om te
kijken hoe evolutionaire processen de geobserveerde proteïnen kunnen produceren.
Het onderzoek van Theobald onthult niet of aards leven meerdere keren is ontsprongen op aarde, of dat het de eerste keer direct raak was. “Maar we
weten wel dat er een gezamenlijke voorouder was”, zegt Penny.
Een enkele voorouder
12
pierra
vrijdag 14 mei 2010
bayesiaanse statistiek
computermodel,
de boom van het leven,
douglas theobald,
(L)uca,
universele gemeenschappelijke voorouder,
***
Leven ontstaan uit één cel
Legionellabacterie, cactus, potvis of mens, we hebben allemaal dezelfde ééncellige voorouder die zo’n 3,5 miljard jaar geleden leefde. Dat berekende
biochemicus Douglas Theobald van de University of Colorado.
De theorie, voor het eerst geopperd door Darwin, is al langer bekend. Toch bestaan er ook enkele alternatieve ideeën. Eén daarvan is dat het aardse leven twee voorouders
had, één voor bacteriën en één voor achaea (ééncellige microben) en eukaryoten (alle meercellige wezens, planten en dieren).
Biochemicus Douglas Theobald http://www.bio.brandeis.edu/faculty/theobald.html berekende welke theorie het meest realistich was. Eén gemeenschappelijke
voorouder blijkt de winnaar: dat idee is 102.860 keer waarschijnlijker dan dat het leven meerdere 'ouders' had.
Ook het creationisme, waarbij het leven in haar huidige vorm op aarde werd geschapen, werd aan een kritische blik onderworpen. De kans dat zoiets gebeurde is nog
kleiner: 1 op 10 tot de 6.000ste macht. De kans dat we meerdere voorouders hebben is 1 op 10 tot de 2680ste macht.
Alle soorten op aarde hebben 23 universele proteïnen, hoewel de DNA-structuur daarvan licht kan verschillen. De 23 proteïnen zijn cruciaal voor het voortbestaan omdat ze
fundamentele celactiviteit, zoals DNA-replicatie, regelen. De gemeenschappelijke eiwitten ondersteunen het idee van één voorouder.
Voor het onderzoek bekeek Theobald de 23 proteïnen bij twaalf soorten.
Computersimulaties berekenden vervolgens hoe groot de kans was dat de verschillende theorieën de gemeenschappelijke eiwitten voortbrachten.
Dat we één voorouder hebben wil daarom nog niet zeggen dat het het eerste leven op aarde was. ‘De studie zegt niet wat de oer-voorouder was,’ verklaart Theobald,
‘maar wel dat we allemaal eenzelfde voorouder hebben.’
***
Het bestaan van een enkele gemeenschappelijke voorouder voor al het leven is centraal voor de moderne evolutietheorie. Een nieuwe studie van Douglas T.
Theobald in Nature toont met behulp van statistiek voor het eerst kwantitatief aan dat de oorsprong van al het leven gezocht moet worden in een enkele
gemeenschappelijke voorouder.
Velen waren daar al van overtuigd, maar horizontale gentransfer gooide de kaarten door elkaar en maakte het lastig om de boom van het leven met zekerheid af te
schilderen als een boom met een enkele stam. Het zou volgens een aantal microbiologen wel eens zo kunnen zijn dat er bij het ontstaan van het leven vele verschillende
organismen waren die genen uitwisselden en dat er aan de oorsprong van het leven een web zou bestaan in plaats van een boom.
De geteste hypothesen: a: een gemeenschappelijke voorouder; b: meerdere oorspronkelijke levensvormen (de stippellijnen geven gentransfer aan).
Om vast te stellen welke hypothese correct is, voerde Theobald een Bayesiaanse
statistische analyse uit waaruit blijkt dat een enkele gemeenschappelijke voorouder 102860 keer zo waarschijnlijk is als meerdere voorouders. Eigenlijk is het voor de
meesten geen verrassing, maar nog nooit werd zo’n formele test uitgevoerd die de hypothese met zoveel overtuigingskracht bevestigt.
Theobald selecteerde 23 proteïnen die over het gehele taxonomische spectrum gevonden worden. Deze proteïnen tonen stucturele verschillen tussen de verschillende
soorten. Hij keek naar deze proteïnen in twaalf soorten, vier voor elk domein. De drie domeinen zijn de bacteriën, de archae ofwel oerbacteriën en de eukaryoten ofwel alle
organsimen met een celkern zoals wijzelf. Met computersimulaties onderzocht hij hoe waarschijnlijk de verschillende evolutiescenario’s waren die deze variatie in de
proteinen konden voortbrengen. Het bleek dat het model voor een enkele gemeenschappelijke voorouder niet alleen de gegevens beter verklaarde, maar dat het ook het
simpelste model was. Het model met een enkele gemeenschappelijke voorouder waarin er ook horizontale gentransfer plaatsvond was zelfs nog beter dan een eenvoudige
boom. Dat was namelijk 103489 maal waarschijnlijker dan het beste model met meerdere voorouders.
Tot nu toe was het klassieke bewijs voor de hypothese wel overvloedig, maar uitsluitend van kwalitatieve aard. Theobald’s studie zegt niets over hoe vaak leven op
verschillende plekken en momenten heeft kunnen ontstaan. Het zou meerdere keren en in verschillende vormen hebben kunnen ontstaan, maar tussen al deze ‘beestjes’
was er slechts één die het leven voortbracht zoals we dat nu kennen.
Uit ScienceNews
zie ook
http://pandasthumb.org/archives/2010/05/common-ancestry.html
http://scienceblogs.com/pharyngula/2010/05/now_weve_got_some_big_numbers.php
http://www.math.canterbury.ac.nz/~m.steel/Non_UC/files/research/steel_penny_nature.pdf
Wat zijn de wetenschappelijke argumenten voor gemeenschappelijke afstamming van alle leven op Aarde?
Auteur: Douglas Theobald
Inleiding
Evolutie, het overbruggende concept dat de biologische wetenschappen verenigt, behelst eigenlijk een veelheid aan theorieën en hypothesen. In evolutionaire debatten
hoort men de term “evolutie” vaak ruwweg opgedeeld in de termen “microevolutie” en “macroevolutie”. Microevolutie, of verandering beneden het soortniveau, kan men
opvatten als relatief kleinschalige verandering in de functionele en genetische opbouw van poulaties van organismen. Dat dit plaatsvindt en waargenomen is, wordt over het
algemeen niet betwist door critici van de evolutietheorie. Wat echter zeer fel wordt uitgedaagd, is macroevolutie. Macroevolutie is evolutie op de “grote schaal”, resulterend
in het ontstaan van hogere taxa. In de evolutietheorie impliceert het dus gemeenschappelijke voorouders, afstamming met aanpassing, soortvorming, genealogische
verwantschap van alle levende wezens, transformatie van soorten en grootschalige functionele en structurele veranderingen van populaties doorheen de tijd, allemaal op of
boven het soortniveau.
Gemeenschappelijke afstamming is een algemene en descriptieve theorie betreffende de genetische oorsprong van levende organismen (maar niet over de ultieme
oorsprong van het leven). De theorie postuleert meerbepaald dat alle gekende levensvormen op aarde genealogisch verwant zijn, ongeveer op dezelfde manier als
broers/zusters en neven/nichten ten opzichte van elkaar. Daarom brengen de macroevolutionaire geschiedenis en processen noodzakelijkerwijze de transformatie van één
soort in een andere, en bijgevolg het ontstaan van hogere taxa, met zich mee. Omdat het wetenschappelijk zo sterk ondersteund is, wordt gemeenschappelijke afstamming
vaak het 'evolutiefeit' genoemd door biologen. Om deze redenen staan voorstanders 'speciale schepping' uitzonderlijk vijandig tegenover de macroevolutionaire fundering
van de biologische wetenschappen.
Dit artikel gaat rechtstreeks in op de weteschappelijke bewijzen voor gemeenschappelijke afstamming en macroevolutie. Het is specifiek bedoeld voor hen die
wetenschappelijk ingesteld zijn, maar om één of andere reden zijn gaan geloven dat de theorie van macroevolutie weinig verklaart, weinig of geen testbare voorspellingen
maakt, niet-falsifieerbaar is, of niet wetenschappelijk aangetoond is.
Wat is universele afstamming?
Universele gemeenschappelijke afstamming is de hypothese dat alle levende organismen op aarde genealogisch verwant zijn. Alle bestaande soorten zijn geleidelijk aan tot
stand gekomen door biologische, reproductieve processen op een geologische tijdschaal. Moderne organismen zijn de genetische afstammelingen van één originele soort
of gemeenschappelijk genenreservoir. Genetische “geleidelijkheid”, een vaak misbegrepen term, is een wijze van biologische verandering die afhangt van
populatiefenomenen; het zegt niets over de snelheid of het tempo van de evolutie. Werkelijk genetisch geleidelijke gebeurtenissen zijn veranderingen binnen de mogelijke
mate van biologische variatie die men kan verwachten tussen twee opeenvolgende generaties. Morfologische verandering kan geologisch gesproken snel lijken, maar toch
genetisch geleidelijk zijn. Hoewel geleidelijkheid geen mechanisme van evolutionaire verandering is, legt het zware beperkingen op aan mogelijke macro-evolutionaire
gebeurtenissen. Op dezelfde manier bepert de vereiste van geleidelijkheid noodzakelijkerwijze de mogelijke mechanismen van gemeenschappelijke afstamming en
adaptatie, die hieronder kort besproken worden.
Gemeenschappelijke afstamming kan onafhankelijk van mechanistische theorieën getest worden
In dit artikel wordt enkel gemeenschappelijke afstamming specifiek overwogen en afgewogen tegen het wetenschappelijke bewijsmateriaal. Over het algemeen worden
aparte 'microevolutionaire' theorieën onbesproken gelaten. Microevolutionaire theorieën zijn gradualistische verklaringsmechanismen die biologen gebruiken om de
oorsprong en evolutie van macroevolutionaire adaptaties en variatie te verklaren. Tot deze mechanismen behoren concepten zoals natuurlijke selectie, genetische drift,
seksuele selectie, neutrale evolutie en theorieën over soortvorming. De beginselen van de genetica, ontwikkelingsbiologie, moleculaire biologie, biochemie en geologie
worden verondersteld fundamenteel correct te zijn – vooral diegenen die er niet direct op gericht zijn adaptatie te verklaren. Echter, of microevolutionaire theorieën volstaan
om macroevolutionaire adaptaties te verklaren, is een open vraag.
Daarom is het bewijsmateriaal voor gemeenschappelijke afstamming dat hier besproken wordt onafhankelijk van specifieke gradualistische verklaringsmechanismen. Geen
van de dozijnen voorspellingen behandelen rechtstreeks hoe macroevolutie heeft plaatsgegrepen, hoe vinnen konden worden ontwikkeld tot ledematen, hoe de luipaard zijn
vlekken kreeg, of hoe het oog bij gewervelde dieren evolueerde. Geen van de bewijzen hier aangehaald veronderstelt dat natuurlijke selectie bestaat. Geen van de bewijzen
veronderstelt dat natuurlijke selectie volstaat om adaptaties of de verschillen tussen soorten en andere taxa voort te brengen. Door deze onafhankelijkheid qua bewijskracht,
hangt de geldigheid van de macroevolutionaire conclusie niet af van het feit of natuurlijke selectie, of de overerving van verworven eigenschappen, of een élan vitale of iets
anders al dan niet het ware mechanisme is voor adaptieve evolutionaire verandering. Het wetenschappelijke pleidooi voor gemeenschappelijke afstamming houdt hoe dan
ook stand.
Verder, aangezien het geen onderdeel is van de evolutietheorie, wordt ook abiogenese terzijde gelaten in deze discussie van macroevolutie: abiogenese is een
onafhankelijke hypothese. In de evolutietheorie wordt het als axiomatisch aangenomen dat er een zelfreplicerende levensvorm bestond in het verre verleden, ongeacht de
oorsprong ervan. Alle wetenschappelijke theorieën hebben hun eigen specifieke domeinen van verklaring; geen enkele wetenschappelijke theorie beweert alles te verklaren.
De kwantummechanica verklaart niet de ultieme oorsprong van elementaire deeltjes en energie, hoewel niets in die theorie kan werken zonder deeltjes en energie. Noch
Newtons theorie van universele gravitatie noch de algemene relativiteitstheorie tracht de oorsprong van materie of gravitatie te verklaren, hoewel beide theorieën zinloos
zouden zijn zonder het a priori bestaan van gravitatie en materie. Zo ook is universele gemeenschappelijke afstamming beperkt tot de biologische patronen die we vinden in
de biota op aarde; het tracht niet de ultieme oorsprong van het leven te verklaren.
Wat bedoelt men met 'wetenschappelijke bewijzen' voor gemeenschappelijke afstamming?
Wetenschappelijke theorieën worden bevestigd door ze empirisch te testen tegen fysische waarnemingen. Theorieën worden niet simpelweg beoordeeld op hun logische
verenigbaarheid met de beschikbare gegevens. Onafhankelijke empirische testbaarheid is de stempel van de wetenschap – in de wetenschap moet een verklaring niet
enkel verenigbaar zijn met de waargenomen feiten, ze noet ook testbaar zijn. Met “testbaar” bedoelen we dat de hypothese voorspellingen maakt over welk observeerbaar
bewijs consistent en welke onverenigbaar zou zijn met de hypothese. Eenvoudige verenigbaarheid op zich, volstaat niet als wetenschappelijk bewijs aangezien alle fysische
waarnemingen consistent zijn met een oneindig aantal onwetenschappelijke speculaties. Verder moet een wetenschappelijke verklaring riskante voorspellingen maken – de
voorspellingen moeten noodzakelijk zijn indien de theorie correct is, en er mogen slechts weinig andere theorieën zijn die dezelfde noodzakelijke voorspellingen maken.
Voor een duidelijk voorbeeld van een ontestbare, onwetenschappelijke hypothese die perfect consistent is met empirische observaties, denk aan solipsisme. De
zogenaamde hypothese van solipsisme houdt in dat heel de realiteit een produkt is van uw geest. Welke experimenten kan men uitvoeren, welke observaties kunnen er
gemaakt worden, die zouden aantonen dat solipsisme verkeerd is? Hoewel het logisch consistent is met de gegevens, kan solipsisme niet getest worden door
onafhankelijke onderzoekers. Eender welk, zelfs al het bewijsmateriaal is consistent met solipsisme. Solipsisme is onwetenschappelijk precies omdat geen enkel mogelijk
bewijs in tegenspraak zou kunnen zijn met haar voorspellingen. Voor de geïnteresseerden is er een korte uitleg over de wetenschappelijke methode en wetenschapsfilosofie
toegevoegd, zoals wat er wordt bedoeld met 'wetenschappelijk bewijs', 'falsificatie' en 'testbaarheid'.
In de volgende lijst van bewijzen worden 30 voorname voorspellingen van de hypothese van gemeenschappelijke afstamming opgesomd en besproken. Onder elk punt is er
een demonstratie van hoe de voorspelling het er van afbrengt tegen huidige biologische testen. Elk punt vermeldt enkele voorbeelden van evolutionaire bevestigingen
gevolgd door mogelijke weerleggingen. Aangezien één fundamenteel concept al deze voorspellingen voortbrengt, zijn de meeste ervan aan elkaar gerelateerd. Opdat de
logica gemakkelijk te volgen zou zijn, zijn samenhangende voorspellingen gegroepeerd in vijf subdivisies. Elke subdivisie heeft een paragraaf of twee om het algemene idee
te introduceren dat de verschillende voorspellingen in die sectie verenigt. Er worden voor elk punt vele in-tekst referenties gegeven. Zoals men zal zien maakt universele
gemeenschappelijke afstamming vele specifieke voorspellingen over wat we wel en wat we niet zouden mogen aantreffen in de biologische wereld en ze heeft het er zeer
goed van afgebracht tegen empirisch verkregen observaties tijdens de voorbije 140+ jaar van intens wetenschappelijk onderzoek.
Het moet benadrukt dat deze aanpak van het demonstreren van de wetenschappelijke ondersteuning van macroevolutie geen cirkelredenering is: de waarheid van macroevolutie wordt niet op voorhand verondersteld in deze discussie. Eenvoudig gesteld wordt de theorie van universele gemeenschappelijke afstamming, gecombineerd met
moderne biologische kennis, gebruikt om voorspellingen af te leiden. Deze voorspellingen worden dan vergeleken met de echte wereld om te zien hoe de theorie het er van
afbrengt in het licht van de observeerbare gegevens. Bij elk voorbeeld is het zeer goed mogelijk dat de voorspellingen zouden worden tegengesproken door de empirische
gegevens. In feite, als universele gemeenschappelijke afstamming onjuist was, dan is het zeer waarschijnlijk dat deze voorspellingen zouden falen. Deze empirisch
bevestigde voorspellingen presenteren zulk een krachtig bewijs voor gemeenschappelijke afstamming om precies deze reden. De enkele voorbeelden die voor elke
voorspelling gegeven worden zijn bedoeld om algemene trends voor te stellen. In geen enkele zin beweer ik alle voorspellingen of mogelijke falsificaties te aan te geven; er
zijn er daarbuiten nog veel meer voor de onderzoekende geest om ontdekt te worden.
Zijn er andere wetenschappelijk geldige verklaringen?
De wereldwijde wetenschappelijke onderzoeksgemeenschap heeft over de voorbije 140 jaar ontdekt dat geen gekende andere hypothese dan universele
gemeenschappelijke afstamming wetenschappelijk rekenschap kan geven van de eenheid, diversiteit en patronen van het leven op aarde. Deze hypothese is in zulke sterke
mate geverifieerd en gecorroboreerd dat het momenteel als een feit is geaccepteerd door de overgrote meerderheid van professionele onderzoekers in de biologische en
geologische wetenschappen. Geen enkele alternatieve verklaring vormt een wetenschappelijke concurrent voor gemeenschappelijke afstamming, voornamelijk om vier
redenen: (1) zo veel van de voorspellingen van gemeenschappelijke afstamming zijn bevestigd vanuit onafhankelijke wetenschappelijke domeinen, (2) geen belangwekkend
tegenbewijs is tot nu toe gevonden, (3) rivaliserende mogelijkheden zijn tegengesproken door enorme hoeveelheden wetenschappelijke gegevens, en (4) vele andere
verklaringen zijn ontestbaar, hoewel zijn op een triviale wijze consistent kunnen zijn met biologische gegevens.
Wanneer u de wetenschappelijke bewijzen evalueert die in de volgende pagina's gegeven worden, gelieve dan alternatieve verklaringen te overwegen. Belangrijkst van al:
overweeg kritisch voor elk bewijsstuk welke mogelijke observaties onverenigbaar zouden zijn met een alternatieve verklaring indien ze gevonden zouden worden. Als er
geen bestaat, dan is de alternatieve verklaring in kwestie niet wetenschappelijk. Zoals eerder uitgelegd, een hypothese die louter compatibel is met bepaalde empirische
observaties kan die observaties niet gebruiken als ondersteunend wetenschappelijk bewijs.
Referenties
American Association for the Advancement of Science (1990) Science for All Americans. http://www.project2061.org/tools/sfaaol/sfaatoc.htm
Darwin, C. (1872) The Origin of Species. Sixth Edition. The Modern Library, New York.
Dawkins, R. (1996) The Blind Watchmaker. New York, Norton.
Feynman, R. P. (1985) QED: The Strange Theory of Light and Matter. Princeton, NJ: Princeton University Press.
Freeman, S. and Herron, J. C. (2004) Evolutionary analysis Third edition. Upper Saddle River, NJ: Pearson/Prentice Hall.
Futuyma, D. (1998) Evolutionary Biology. Third edition. Sunderland, MA: Sinauer Associates. Geological Society of America (2001)
"Evolution." http://www.geosociety.org/aboutus/position.htm
Gould, S. J. (2002) The Structure of Evolutionary Theory. Cambridge, MA: Belknap Press of Harvard University Press.
Mayr, E. (1991) One Long Argument. Cambridge, Harvard University Press.
National Academy of Sciences. (2003) multiple statements. http://nationalacademies.org/evolution/#statements
National Center for Science Education. (2003) "Voices for Evolution: Statements from Scientific and Scholarly Organizations." A compilation of statements from 47 of the
world's largest and most prestigious societies of professional research scientists, on the importance of evolutionary
theory. http://www.ncseweb.org/resources/articles/3053_statements_from_scientifi...
Rhodes, F. H. T. (1983) "Gradualism, punctuated equilibria, and the origin of species." Nature 305: 269-272.
Ridley, M. (1993) Evolution. Boston: Blackwell Scientific. Working Group (2001) "Evolution, Science, and Society: Evolutionary biology and the national research agenda."
American Naturalist. 158: S1. Endorsed by: American Institute of Biological Sciences, American Society of Naturalists, Animal Behavior Society, Ecological Society of
America, Genetics Society of America, Paleontological Society, Society for Molecular Biology and Evolution, Society for the Study of Evolution, and Society of Systematic
Biologists. Full-text at http://www.rci.rutgers.edu/~ecolevol/fulldoc.pdf andhttp://www.rci.rutgers.edu/~ecolevol/fulldoc.html
Vertaler: Wim Boey
Welke moleculaire aanwijzingen zijn er dat het leven op Aarde een gemeenschappelijke oorsprong heeft?
Auteur: Douglas Theobald
“We hebben schattingen verkregen van genetische differentiatie tussen mensen en mensapen niet groter dan die tussen fysiek niet te onderscheiden soorten fruitvliegjes.”
Elizabeth J. Bruce and Francisco J. Ayala. Humans And Apes Are Genetically Very Similar, Nature 276: 264, Nov. 16, 1978
Moleculaire sequenties geven het meest indrukwekkende en sterkste bewijs voor de genealogische verwantschap van alle leven op aarde. De aard van moleculaire
sequenties laat toe om erg precieze waarschijnlijkheidsberekeningen te maken die laten zien hoe goed de voorspellingen gemaakt vanuit het perspectief van
gemeenschappelijke afkomst met modificaties, overeenstemmen met empirische observatie. Gemeenschappelijke afkomst kunnen we dus zien als een deductie die direct
volgt uit enkele premissen gebaseerd op empirisch waargenomen moleculair bewijs.
Functionele redundantie van proteïnen
Dit deductieve argument is bijzonder omdat het het enige is waarbinnen we kunnen besluiten dat similariteit verwantschap impliceert. Het besluit hangt af van de similariteit
van biologische structuren binnen een specifieke context: de gelijkenis van omnipresente genen van verschillende soorten. De volgende discussie is een tikje technisch, dus
stellen we ze eerst overzichtelijk voor in de vorm van een deductief argument: enkele premissen gevolgd door een logische, afgeleide conclusie.
De kern van het argument





Premisse 1: Omnipresente genen: er zijn bepaalde genen die alle levende organismen hebben omdat ze zeer basische functies vervullen en dus noodzakelijk zijn
voor het leven zoals wij het kennen: dit zijn de ‘ubiquitous genes’ (omnipresente genen)
Premisse 2: ‘Ubiquitous genes’ hebben geen verband met soortspecifieke fenotypes: een bepaald soortspecifiek kenmerk wordt nooit bepaald door ‘ubiquitous
genes’. Het maakt niet uit of je een mens, bacterie, kikker, walvis, slak of schimmel bent – je hebt deze genen en ze voeren allemaal dezelfde basische biologische
functie uit, noodzakelijk voor elk organisme.
Premisse 3: Moleculaire sequenties van ‘ubiquitous genes’ zijn functioneel redundant: elk ‘ubiquitous’ proteïne komt voor in een zeer groot aantal verschillende,
functioneel equivalente vormen. D.w.z. dat elke vorm (≈sequentie) dezelfde functie kan uitvoeren, er zijn dus meer versies van het eiwit dan strikt noodzakelijk, dit
is functionele redundantie.
Premisse 4: Specifieke ‘ubiquitous genes’ zijn niet vereist in enige soort: het maakt niet uit welke van de vele mogelijke sequenties voor een bepaald ‘ubiquitous’
gen een organisme nu net bezit. Er is slechts 1 van de functioneel equivalente vormen nodig, onafhankelijk van de rest van het genetisch materiaal.
Premisse 5: Erfelijkheid correleert sequenties, zelfs in de afwezigheid van functionele noodzakelijkheid: er is slechts 1 waargenomen mechanisme dat ervoor zorgt
dat 2 verschillende organismen ‘ubiquitous genes’ hebben met gelijkaardige sequenties. Dat mechanisme is erfelijkheid, het doorgeven van genen aan het
nageslacht.
Conclusie: Dus, gelijkaardige ‘ubiquitous genes’ tonen genealogische verwantschap aan: het volgt dus dat organismen die gelijkaardige sequenties hebben voor ‘ubiquitous
genes’, verwant zijn aan elkaar. De enige reden waarom ze gelijkaardige sequenties hebben i.p.v. totaal verschillende, wat a-priori aannemelijk is gezien het enorme aantal
mogelijkheden, is door erfelijkheid. Ruw gezegd, hoe gelijkaardiger de sequenties, hoe dichter de genealogische relatie.
Uitgebreide discussie
De aminozuursequenties van proteïnen worden vaak gebruikt om fylogenetische verwantschappen tussen soorten vast te stellen. Sequentiestudies met functionele genen
hebben steeds betrekking op ‘ubiquitous genes’ (alle organismen hebben ze). Dit wordt gedaan om er zeker van te zijn dat de sequentie vergelijkingen onafhankelijk zijn van
het algemene species fenotype, zodat we geen vertekend beeld krijgen.
Stel bv. dat we de proteïne-sequentie van een chimpansee en een mens vergelijken. Beide dieren hebben vele gelijkaardige anatomische en functionele kenmerken, dus we
kunnen verwachten dat hun proteïnen ook gelijkaardig zullen zijn, ongeacht of beide dieren nu genealogisch verwant zijn of niet. Het onderzoek zou zo tot verkeerde
resultaten kunnen leiden, namelijk het veronderstellen van verwantschap die er niet is. We kunnen echter ook de sequentie vergelijken van enkele fundamenteel
noodzakelijke genen die voorkomen bij alle organismen (plant, dier of zelfs bacterie), zoals het cytochroom c gen.
Cytochroom c is een essentieel en omnipresent proteïne dat we terug vinden in alle organismen, van eukaryoten tot bacteriën (Voet and Voet 1995, p. 24). De mitochondria
in cellen bevatten cytochroom c, waar het elektronen transporteert in een fundamenteel metabolisch proces, nl oxidatieve fosforylatie. De zuurstof die we inademen dient in
dit energieleverend ‘verbrandingsproces’ als eindbestemming voor de elektronen (Voet and Voet 1995, pp. 577-582).
Als we een ‘ubiquitous gene’ zoals cytochroom c gebruiken, is er geen a-priori reden om aan te nemen dat twee organismen een zelfde of een zelfs maar gelijkaardige
proteïne sequentie zouden hebben, tenzij ze genealogisch gerelateerd zouden zijn. Dit is deels vanwege de functionele redundantie van proteïne sequenties en structuren.
Functionele redundantie wil hier zeggen dat vele verschillende proteïne-sequenties (dus een andere volgorde van aminozuurbouwstenen) in grote lijnen dezelfde structuur
kunnen vormen en dezelfde biologische rol vervullen. Cytochroom c is een extreem redundant proteïne vermits vele ongelijkaardige sequenties toch allemaal cytochroom c
elektrontransport proteïnes vormen. Functionele redundantie is niet per se exact in termen van performantie: sommige cytochroom c sequenties zijn lichtjes beter in
elektronen transport dan andere.
Decennia aan biochemisch bewijs hebben laten zien dat vele aminozuur mutaties (puntmutaties), vooral van aminozuren die zich aan de oppervlakte van een proteïne
bevinden, slechts een klein effect hebben op de functie en structuur van het eiwit (Branden and Tooze 1999, Ch. 3; Harris et al. 1956; Lesk 2001, Chs. 5 and 6, pp. 165-228;
Li 1997, p. 2; Matthews 1996). Een zeer sterk voorbeeld wordt gegeven door c-type cytochromen van allerlei bacteriën, dewelke vrijwel volledig verschillen in hun sequentie,
maar toch allemaal dezelfde 3D structuur vormen en dezelfde biologische rol vervullen (Moore and Pettigrew 1990, pp. 161-223; Ptitsyn 1998).
Zelfs op het soortniveau zijn de meeste aminozuur mutaties functioneel non relevant. Er zijn bv. minstens 250 bekende aminozuur mutaties in menselijk hemoglobine, die
geen klinische manifestatie hebben in zowel heterozygotische als homozygotische individuen (Bunn and Forget 1986; Voet and Voet 1995, p. 235). Het fenomeen van
functionele redundantie in proteïnen is zeer algemeen en goed gedocumenteerd in alle bekende proteïnen en genen.
Met dit in het achterhoofd herinneren we ons dat cytochroom c absoluut essentieel is voor het leven, organismen kunnen niet zonder. Het is reeds aangetoond dat het
menselijk cytochroom c werkt in gist waaruit het eigen cytochroom c gen werd verwijderd, desondanks het feit dat gist cytochroom c voor meer dan 40% verschilt met het
menselijk cytochroom c (Tanaka et. al 1988a; Tanaka et al. 1988b; Wallace and Tanaka 1994). Verder nog, de cytochroom c genen van tonijn (vis), duif (vogel), paard
(zoogdier), fruitvlieg (insect) en rat werken allemaal in gist zonder een eigen cytochroom c gen (Clements et al. 1989; Hickey et al. 1991; Koshy et al. 1992; Scarpulla and
Nye 1986). Daarbij werd er aangetoond dat het grootste deel van de cytochroom c sequentie eigenlijk niet nodig is voor het correct functioneren van het eiwit (Hampsey et
al. 1986; Hampsey et al. 1988). Slechts ongeveer een derde van de 100 aminozuren in cytochroom c zijn vereist voor de in vivo functie. De meeste aminozuren zijn dus
hypervariabel, d.w.z. ze kunnen vervangen worden door een groot aantal functioneel gelijkaardige aminozuren (Dickerson and Timkovich 1975). Gebaseerd op deze
genetische analyses heeft Hubert Yockey berekend dat er minimum 2.3 x 1093 mogelijke functionele cytochroom c sequenties bestaan (Hampsey et al. 1986; Hampsey et
al. 1988; Yockey 1992, Ch. 6, p. 254). In perspectief geplaatst, dit nummer is een miljard maal groter dan het aantal atomen in het zichtbare heelal, onbevattelijk groot dus.
Er is daarom geen a-priori reden om aan te nemen dat 2 verschillende soorten eenzelfde of zelfs een redelijk gelijkaardige cytochroom c sequentie zouden hebben. Dit
omdat de kans hierop zo waanzinnig klein is vanwege het gigantische aantal mogelijke sequenties.
Bij een wetenschappelijke statische analyse stelt de ‘null hypothese’ dat de identiteit van niet-essentiële aminozuren in het cytochroom c proteïne van mensen en
chimpansees willekeurig zou moeten zijn tegenover elkaar. We weten echter dat mensen en chimpansees vrij nauw verwant zijn. W e voorspellen daarom dat menselijk en
chimpansee cytochroom c veel gelijkaardiger zal zijn dan bv. menselijk en gist cytochroom c, gewoon door erfelijkheid.
Confirmatie
Mensen en chimpansees hebben exact dezelfde cytochroom c proteïne-sequentie. De eerder gegeven ‘null hypothese’ is dus foutief. Zonder het mechanisme van
gemeenschappelijke afkomst zou de kans hierop kleiner zijn dan 1 op 1093 (nog veel straffer dan vele malen de lotto achter elkaar winnen). D.w.z., de hoge gelijkaardigheid
van deze proteïnen is een spectaculaire bevestiging van de theorie van de gemeenschappelijke afkomst. Verder nog, menselijk (en chimpansee) cytochroom c verschilt in
slechts 10 aminozuren van alle andere zoogdieren. De kans hierop zonder dat erfelijkheid zou meespelen is minder dan 1 op 1029. De gist Candida krusei is een van de
minst met de mens verwante eukaryotische organismen. Candida heeft 51 aminozuur verschillen met de menselijke sequentie. De kans hierop (zonder het mechanisme van
erfelijkheid) is minder dan 1 op 1025.
Kritiek
Een mogelijke, maar onwaarschijnlijke, tegenwerping is dat de kleine verschillen in functionele performantie tussen de verschillende cytochromen c verantwoordelijk zou zijn
voor deze sequentie gelijkaardigheid. Dit is onwaarschijnlijk vanwege het enorm grote aantal zogoed als equivalente sequenties die fenotypisch niet te onderscheiden vallen
voor elk vereist niveau aan performantie. Sterk verschillende sequenties kunnen eenzelfde performantie hebben. Omgekeerd hebben bijna gelijke sequenties niet altijd een
gelijke performantie.
Laten we voor de volledigheid toch even de veronderstelling maken dat cytochroom c dat sneller elektronen transporteert (performanter is), nodig is in organismen met een
actiever metabolisme of hoge graad aan spiercontractie. In zulk geval zouden we kunnen verwachten een patroon waar te nemen waar gelijkaardige sequenties correleren
met gelijkaardige leefomgevingen of fysiologische kenmerken. Dit patroon bestaat echter niet in de natuur. Bv. vleermuis cytochroom c lijkt veel meer op menselijk
cytochroom c dan op kolibrie cytochroom c; bruinvis (een dolfijnachtig wezen) cytochroom c lijkt veel meer op menselijk cytochroom c dan op dat van een haai.
Samengevat
We weten dat voor vele ‘ubiquitous proteines’ (zoals cytochroom c) er een enorm aantal equivalente sequenties bestaan die allemaal een naar behoren werkend proteïne
opleveren, in eender welk organisme. Als we dus in 2 organismen een (zeer) gelijkaardige sequentie aantreffen voor een bepaald ‘ubiquitous proteine’, weten we dat er iets
aan de hand is. Waarom zouden ze immers gelijkaardige sequenties hebben als de kans hierop astronomisch klein is? Momenteel kennen we slechts één reden waarom
organismen gelijkaardige sequenties (in de afwezigheid van functionele noodzakelijkheid) zouden hebben: erfelijkheid. Zodus, in deze gevallen kunnen we met vertrouwen
zeggen dat de 2 organismen in kwestie genealogisch verwant zijn. Sequentie gelijkaardigheid is dus niet enkel een test van de theorie van gemeenschappelijke afkomst,
gemeenschappelijk afkomst is ook een deductie van het principe van erfelijkheid en de observatie van sequentie gelijkaardigheid. Als laatste, de voorgaande bespreking
gaat niet enkel op voor cytochroom c; alle ‘ubiquitous proteines’ die vergeleken zijn tussen mensen en chimpansees zijn zeer gelijkaardig en er zijn veel vergelijkende
onderzoeken gedaan.
Potentiële falsificatie
De basis van dit argument kan gemakkelijk ondergraven worden als men kan aantonen dat ofwel



Soort specifiek cytochroom c is exclusief functioneel in de respectieve organismen.
Geen andere cytochroom c sequentie kan functioneren in een organisme buiten het eigen cytochroom c.
Er is een mechanisme ander dan erfelijkheid dat causaal de sequentie van een ‘ubiquitous proteine’ kan correleren met een specifieke morfologie.
DNA coding redundantie
Zoals bij proteïne-sequentie gelijkaardigheid, impliceert ook DNA-sequentie gelijkaardigheid van 2 ‘ubiquitous genes’ gemeenschappelijke afkomst. Dit hoeft natuurlijk niet te
verwonderen gezien het DNA codeert voor de proteïnen. Er is op DNA niveau echter nog een extra redundantie. De genetische code is namelijk informationeel redundant
(gedegenereerde code). Gemiddeld zijn er 3 verschillende codons (= 3 achtereenvolgende basen) die elk voor hetzelfde aminozuur coderen. Er is dus geen strikt 1 op 1
verband waarbij elk aminozuur door slechts 1 codon gecodeerd wordt (Voet and Voet 1995, p. 966). Dus, voor cytochroom c zijn er ongeveer 3104 of meer dan 1046
verschillende mogelijke DNA sequenties (dus 1046 genen) die allemaal voor exact hetzelfde proteïne coderen.
We kunnen nu vrij specifiek zijn in onze predictie. Elk (DNA)-sequentie verschil tussen 2 functionele cytochroom c genen is noodzakelijk functioneel neutraal of zogoed als
(als de functie van het eiwit in het gedrang komt door de mutaties, zal het organisme niet overleven). De achtergrond mutatie snelheid in mensen bedraagt ongeveer 1 à 5 x
10-8 base substituties per site per generatie (Mohrenweiser 1994, pp. 128-129), en een gemiddelde primaten generatie is ± 20 jaar. Via fossielen weten we dat mensen en
chimpansees minder dan 10 miljoen jaar geleden (Stewart and Disotell 1998) afgesplitst zijn van een gemeenschappelijke voorouder. Dus, als mensen en chimpansees
werkelijk genealogisch gerelateerd zijn, voorspellen we dat het verschil tussen hun respectieve cytochroom c genen minder dan 3% moet zijn.
Confirmatie:
Zoals reeds vermeld, is het cytochroom c proteïne in mensen en chimpansees exact hetzelfde. Dit wil echter niet per se zeggen dat daarom ook de DNA sequenties gelijk
moeten zijn, wegens de gedegenereerde code. Desondanks zien we dat de 2 DNA sequenties die voor cytochroom c in mensen en chimpansees coderen in slechts 4
nucleotiden verschillen (= een verschil van 1,2%).
De gecombineerde effecten van DNA code redundantie en proteïne-sequentie redundantie maken DNA-sequentie vergelijkingen dubbel redundant; DNA-sequenties van
‘ubiquitous’ proteïnen zijn volledig ongecorreleerd met fenotypische verschillen tussen species, maar zijn sterk causaal gecorreleerd met erfelijkheid.
Potentiële falsificatie:
Een sterke falsificatie zou de ontdekking zijn dat DNA-sequenties die voor proteïnen zoals cytochroom c coderen radicaal verschillen.
Moleculair bewijs – Transposons
Transposons lijken in vele opzichten op virussen. De belangrijkste verschillen zijn het gebrek aan genen voor virale mantelproteïnen en het feit dat ze geen cellulaire
barrières kunnen oversteken, ze repliceren dus enkel in het genoom van hun gastheer. Men kan ze daarom wel als intragenomische parasieten beschouwen. Behalve in
zeer zeldzame omstandigheden is de enige manier van transmissie van het ene organisme naar het ander direct via DNA duplicatie en erfelijkheid (je transposons worden
dus doorgegeven aan je kinderen) (Li 1997, pp. 338-345).
Replicatie houdt in dat het transposon zichzelf kopieert en zich dan willekeurig ergens anders in het genoom van de gastheer insereert. Dit proces (ook transpositie
genoemd) is al bij vele organismen direct geobserveerd, zoals bv. gist, maïs, mensen, bacteriën en vliegen. Bepaalde geobserveerde gevallen van retrotranspositie hebben
ziekten als neurofibromatosis en hemofilie in mensen veroorzaakt (Kazazian et al. 1988; Wallace et al. 1991).
Dit stukje over transposons en de volgende 2 secties over pseudogenen en endogene retrovirussen zijn conceptueel gerelateerd aan elkaar. De DNA sequenties in
intergenische regio’s (d.w.z. stukken DNA dat niet codeert voor een proteïne of op een andere wijze kan doorgaan als gen, vaak aangeduid als ‘junk-DNA’) bevatten vele
transposons (zoals LINEs en SINEs), endogene retrovirussen (zoals HERVs), pseudogenen en andere gerelateerde sequenties zoals microsatellieten. Vele microsatellieten
zijn trouwens nauw verwant en ontstaan uit retrotransposons zoals LINEs en SINEs (Arcot et al. 1995; Nadir et al. 1996; Wilder and Hollocher 2001; Yandava et al. 1997).
Deze intergenische sequenties zijn hoofdzakelijk verantwoordelijk voor de zeer specifieke patronen die we zien in ‘DNA fingerprinting’ analyses, zoals gebruikt bij
vaderschapstesten. Net als bij gewone vingerafdrukken, verschillen deze intergenische regio’s aanzienlijk tussen individuen en zijn de patronen grotendeels arbitrair. Alu
elementen bv., een type SINE retrotransposon, transposeren in een nieuwe genomische locatie elke 200 (menselijke) geboorten (Deininger and Batzer 1999), zodat ze
significant bijdragen aan de menselijke genetische diversiteit (Batzer and Deininger 2002). In het geval van het menselijke L1 transposon, slechts 1 van de vele LINE
elementen, vinden we een nieuwe retrotranspositie terug in ongeveer 1 op de 20 individuen (Scaringe et al. 2001; Ostertag and Kazazian 2001). Zoals alle DNA zijn deze
intergenische regio’s evengoed erfelijk wat leidt tot zeer sterke correlatie tussen verwanten. Als er dus 2 individuen zijn die bepaalde intergenische patronen delen, wijst dat
er sterk op dat ze gemeenschappelijke afkomst hebben. De kans op gelijke patronen is immers zeer klein, vanwege het enorm grote aantal mogelijke patronen (een zelfde
redenering zoals we eerder ook tegenkwamen).
Eenmaal we een gemeenschappelijke voorouder postuleren die ook een bepaald transposon bevat, zouden alle afstammelingen van deze voorouder eveneens hetzelfde
transposon moeten bevatten. Een mogelijke uitzondering zou zijn dat het transposon verwijderd werd door een zeldzame deletie. Deleties zijn echter meestal niet ‘clean’ en
gewoonlijk blijft een deel van de transposon sequentie over. Gebruik makend van dezelfde principes achter DNA fingerprinting, hebben biologen transposonen,
pseudogenen en endogene retrovirussen gebruikt om aan te tonen dat vele species genetisch verwant zijn, zoals mensen en andere primaten. Enkele voorbeelden volgen
hieronder.
Confirmatie:
Een veel voorkomende klasse transposon is het SINE retroelement (Li 1997, pp. 349-352). Een belangrijk SINE transposon is het 300 bp Alu element. Alle zoogdieren
bevatten vele Alu elementen, waaronder ook mensen waar ze 10% van het genoom uitmaken (60 miljoen bp repetitief DNA!) (Smit 1996; Li 1997, pp. 354, 357). In de
menselijke α-globine cluster zijn er 7 Alu elementen, en elk element delen we met chimpansees in exact dezelfde 7 locaties (Sawada et al. 1985). Specifieker, 3
verschillende SINE transposities werden gevonden in dezelfde chromosomale locaties van walvissen, nijlpaarden en runderen, allemaal diersoorten die nauw verwant zijn
volgens de standaard fylogenetische stamboom. Alle andere zoogdieren, waaronder kamelen en varkens, hebben deze 3 specifieke transposities niet (Shimamura 1997).
Meer detail en uitleg over dit onderwerp kan terug gevonden worden in Edward Max’s Plagiarized Errors and Molecular Genetics FAQ
Potentiële falsificatie:
Zie verder, dezelfde principes zijn hier ook van toepassing.
Moleculair bewijs – redundante pseudogenen
Andere moleculaire voorbeelden die bewijs leveren voor gemeenschappelijke afkomst zijn curieuze DNA sequenties bekend als pseudogenen. Pseudogenen zijn heel nauw
gerelateerd aan functionele genen (die coderen voor proteïnen of RNA). De gelijkenissen omvatten zowel de DNA sequentie en (vaak) de specifieke chromosomale locatie
van de genen. Het verschil is dat pseudogenen gebrekkige regulatorische sequenties hebben die verhinderen dat het gen transcriptie kan ondergaan tot mRNA of ze
hebben interne stop codons waardoor het proteïne niet helemaal kan gevormd worden. In dit opzicht zijn pseudogenen moleculaire voorbeelden van rudimentaire
structuren, zoals de kleine botten voor ‘achterpootjes’ bij walvissen.
Pseudogenen zijn echter in nog een opzicht bijzonder. Morfologische rudimenten hebben hun oorspronkelijke functie verloren (zoals de walvis ‘achterpoten’ of de menselijke
blinde darm) en het organisme dat de rudimenten nog meedraagt heeft dus ook die functie niet meer (een walvis kan niet wandelen). Pseudogenen hebben ook hun functie
verloren, maar het organisme zelf kan de functie echter nog steeds bezitten indien het de functionele tegenhanger van het pseudogen heeft. Dit soort pseudogenen noemen
we ‘redundante pseudogenen’. Pseudogenen kunnen evengoed ‘vestigial’ zijn in de zin van morfologische structuren, zoals het vitamine C synthese pseudogen (mensen
hebben geen functioneel vitamine C synthese gen, we moeten vitamine C uit de voeding halen).
De meeste pseudogenen zijn non-functioneel. Die conclusie wordt ondersteund door enkele waarnemingen.




De aanwezigheid of afwezigheid van de meeste specifieke pseudogenen heeft geen meetbaar effect op het fenotype.
Normale genen ondergaan transcriptie en translatie met de vorming van proteïnen als gevolg. Dit is niet het geval voor pseudogenen, zij vormen geen functionele
genproducten.
Indien pseudogenen inderdaad non-functioneel zijn, zullen de meeste mutaties geen tot weinig gevolgen hebben en vele mutaties zullen niet weg geselecteerd
worden. We zien inderdaad dat de meeste pseudogenen mutaties accumuleren aan de hoogste snelheid bekend voor dierlijke genomen.
Als laatste weten we hoe redundante pseudogenen ontstaan en hebben we hun vorming kunnen waarnemen in het lab en in het wild. Redundante pseudogenen
ontstaan door genduplicatie en daaropvolgende mutatie. Vele geobserveerde processen kunnen genen dupliceren, waaronder transposities, chromosomale
duplicatie en ‘unequal crossing-over’ van chromosomen.
Deze feiten tonen dus aan dat pseudogenen weinig of geen functie hebben. Zoals transposities is de creatie van nieuwe redundante pseudogenen zeldzaam en willekeurig
en natuurlijk is het gedupliceerde DNA ook erfelijk. Hetzelfde pseudogen in dezelfde chromosomale locatie aantreffen bij 2 soorten is sterk bewijs van gemeenschappelijke
afkomst.
Confirmatie
Er zijn heel veel voorbeelden van redundante pseudogenen die gedeeld worden door primaten en mensen. 1 ervan is het ψη-globine gen, een hemoglobine pseudogen. Het
komt enkel bij primaten voor, op telkens exact dezelfde chromosomale locatie, met dezelfde mutaties die de functionaliteit tenietdoen (Goodman et al. 1989). Een ander
voorbeeld is het steroïde 21-hydroxylase gen. Mensen hebben 2 kopijen van dit gen, een functioneel en een pseudogen dat geen translatie ondergaat. Inactivatie van het
functionele gen leidt tot andrenogenitaal syndroom (een zeldzame en ernstige genetische ziekte), bewijs dat het 21-hydroxylase pseudogen inderdaad zijn functie verloren
is. Zowel mensen als chimpansees delen dezelfde acht basepaar deletie in dit pseudogen (Kawaguchi et al. 1992).
potentiële falsificatie
Zoals reeds uitgelegd, zijn waargenomen genduplicaties zeldzaam en willekeurig. Het is dus zeer onwaarschijnlijk dat andere zoogdieren dezelfde redundante pseudogenen
zouden hebben in dezelfde locatie en met dezelfde mutaties die de functie vernietigen.
Eens een gen is gedupliceerd en verworden tot een redundant pseudogen vanwege mutaties, wordt het zo overgeërfd door alle afstammelingen. Zodus, wanneer bepaalde
organismen worden gevonden die eenzelfde pseudogen bevatten, volgt uit gemeenschappelijke afstamming dat alle organismen die fylogenetisch intermediair (tussen beide
organismen staan in de stamboom) zijn ook dit pseudogen bevatten. Stel bv. dat we vinden dat mensen en oude wereld apen (Cercopithecidae) een bepaald redundant
pseudogen delen. Dit zou betekenen dat alle mensapen (waaronder chimpansees, gorilla’s, orang-oetans en siamangs) noodzakelijkerwijs ook ditzelfde pseudogen moeten
bevatten op dezelfde locatie. Deze conclusie berust op de veronderstelling dat er geen mechanismen bestaan die pseudogenen verwijderen (of dat zulk mechanisme erg
inefficiënt is). Dit is blijkbaar waar voor vertebraten, maar sommige organismen met korte generatie cycli, zoals bacteriën, protisten en Drosophila hebben manieren om
exces DNA te verwijderen.
De confirmatie en potentiële falsificatie zijn onafhankelijk van het feit of een specifiek pseudogen een functie heeft of compleet non-functioneel is. Zoals bij elk ander
genetisch element of organismale structuur kan evolutionair opportunisme het pseudogen naar een nieuwe functie doen bewegen.
Moleculair bewijs – Endogene retrovirussen
Endogene retrovirussen verschaffen eveneens een voorbeeld van moleculair sequentie bewijs voor de theorie van gemeenschappelijke afkomst. Ze zijn moleculaire
overblijfselen van een parasitaire virale infectie. Occasioneel worden kopijen van een retrovirus genoom gevonden in het genoom van een gastheer, deze worden dan
aangeduid als endogene retrovirale sequenties. Retrovirussen (zoals AIDS of HTLV1) maken een kopij van hun eigen virale genoom en insereren dit in het genoom van hun
gastheer. Als dit gebeurt in een geslachtscel (spermatozoïden of eicellen) zullen afstammelingen van de gastheer het retrovirale DNA overerven. Net als genduplicatie is dit
proces zeldzaam en behoorlijk willekeurig zodat het aantreffen van retrogenen in identieke chromosomale posities bij twee verschillende soorten op gemeenschappelijke
afkomst wijst.
Confirmatie:
Endogene retrovirussen maken ongeveer 1% uit van het menselijke genoom, in totaal gaat het over ~30.000 verschillende retrovirussen die zich in het DNA van elke
persoon bevinden (Sverdlov 2000). Er zijn minstens zeven verschillende gedeelde retrogene inserties tussen chimpansees en mensen, en dit aantal zal zeker nog
toenemen wanneer de sequenering van het genoom van beide organismen compleet is (Bonner et al. 1982; Dangel et al. 1995; Svensson et al. 1995; Kjellman et al. 1999;
Lebedev et al. 2000; Sverdlov 2000). Figuur 4.4.1 toont een fylogenetische boom van meerdere primaten, waaronder mensen, afkomstig uit een recente studie die talloze
gedeelde endogene retrovirussen ontdekte in de genomen van de primaten in kwestie (Lebedev et al. 2000). De pijltjes duiden de relatieve tijdstippen aan waarop het virale
DNA zich insereerde in het gastheer genoom. Alle takken na dit punt (naar rechts toe dus) dragen dat retrovirale DNA, een gevolg van het feit dat eens een retrovirus zich
insereert in een geslachtscel, alle afstammelingen het retroviraal DNA zullen dragen. Ltr32 komt dus voor in mensen, chimpansees en gorilla’s, maar niet in andere
apensoorten.
Katachtigen vormen een ander voorbeeld. Volgens de standaard fylogenetische stamboom divergeren de kleine katachtigen later dan de grote katachtigen. Kleine katten
(e.g. de moeraskat, de Europese wilde kat, de huiskat) delen een specifiek retroviral DNA stukje. Alle andere geteste carnivoren daarentegen missen dit retrogen (Futuyma
1998, pp. 293-294; Todaro et al. 1975).
Potentiële falsificatie
Een sterke falsificatie zou de ontdekking zijn van de eerder besproken retrogenen op dezelfde locaties in andere zoogdieren dan primaten of katachtigen.
Vertaler: Michael Aelbrecht
-Het is natuurlijk mogelijk (maar niet erg waarschijnlijk) dat er op meerdere plaatsen op aarde leven is ontstaan, waarna er eentje, onze voorouder, de rest heeft
weggeconcurreerd of opgegeten.
-Er zal d'r ooit één als eerste geweest moeten zijn, om tweemaal leven te laten ontstaan waren toen de omstandigheden natuurlijk wel optimaal, maar evengoed is het
onwaarschijnlijk. Zelfs wanneer er meerdere keren leven is ontstaan dan was het wel zo dat er uiteindelijk maar één vorm is overgebleven.
-de(huidige) algemene consensus is ( tot nader orde )nog steeds dat er een boom is met één stam, dus dat al het huidige leven van een organisme afstamt.
-Het kan zijn dat het net zo werkt als met de mitochondriale Eva.
Deze vrouw, die heel concreet is, bestond temidden van andere mensen, maar zij was de enige die aan de stam staat van de hele huidige wereldbevolking.
Zo waren er miljarden jaren terug ontelbare micro-organsmen, maar slechts een daarvan werd de voorouder van al het huidige leven.
Dat er meerdere micro-organismen waren, wil (ook) nog niet zeggen dat er meerdere keren leven ontstond.
Echter , velen menen dat (ander) "leven " ook kan onstaan op andere (exo?)planeten
m.a;w.
Onder " gunstige " omstandigheden onstaat leven
LUCA en virussen
(vroeger) http://www.vkblog.nl/bericht/358085/LUCA_en_virussen
Nu ( updated):
http://ascendenza.wordpress.com/2011/01/17/luca-en-virussen/#comment-168
zondag 28 november 2010 door
pierra
We zijn gewend te denken aan een boom van leven waarin er bij de stam 'lage' organismen voorkomen en bovenaan 'hogere' organismen. Zo
maken velen nog de fout te beweren dat wij van de aap afstammen, terwijl wij afstammen van een gemeenschappelijke voorouder met de aap.
De aap is dus net zo 'ver' geëvolueerd als wij mensen. Dit geldt ook voor onze afstamming van de eerste ééncellige. Vaak wordt er gedacht dat
alle levende organismen afstammen van een bacterie zoals we die nu kennen. Nu is er een groep Franse wetenschappers die al sinds enige
jaren hypothesen formuleert over de wortel van de boom van het leven. Onze laatste gemeenschappelijke voorouder (LUCA; last universal
common ancestor) zou niet een bacterie zijn, maar een protoeukaryote. Deze hypothetische cel bevatte een kern met RNA.
De hoofddomeinen van het leven bestaan uit prokaryoten (bacteriën en Archaea) en eukaryoten. De prokaryoten (= 'vóór' de celkern) hebben
(nog) geen nucleus terwijl de eukaryoten (='echte' celkern) deze wel bezitten. Eukaryoten vormen alle ééncellige en meercellige organismen
waarvan de cel een nucleus bevat, dat wil zeggen alle organismen die geen bacteriën of Archaea zijn. De term prokaryoten is volgens de auteurs
gedateerd omdat de term prokaryoten suggereert dat deze laatste organismen vóórde eukaryoten leefden.
De drie virussen, drie domeinen theorie. Gestippelde lijnen geven RNA cellijnen aan en vette lijnen geven DNA cellijnen aan. FvA, FvB en FvE zijn de grondlegger virussen voor Archaea, Bacteriën en
Eukarya resp. Uit artikel van Patrick Forterre (zie onderaan).
De hypothetische LUCA is volgens de auteurs een cel met een nucleus die in plaats van DNA zoals in alle tegenwoordige eukaryoten een kern
met RNA bevatte. Deze hypothese is gebaseerd op de theorie van de RNA-wereld. Van deze protoeukaryoten stammen de eukaryoten en de
prokaryoten af. De prokaryoten zouden de eigenschap van de celkern verloren hebben terwijl de eucaryoten deze behouden hebben. Het eerste
leven wordt voorgesteld als een gemengde gemeenschap van allerlei verschillende protoeucaryoten die met minichromosen van RNA een nog
onduidelijke verhouding hadden tussen fenotype en genotype.
Het RNA zou in deze eerste organismen omgezet zijn in DNA door virussen. Virussen, die in de RNA-wereld ook uit RNA bestonden en deze
'jonge' cellen infecteerden, vormden DNA omdat dit beter bestand was tegen de verdedigingsmechanismen van de cel. Deze hypothese wordt
versterkt doordat vele virussen ook vandaag nog genen voor enzymen bevatten die van belang zijn voor de synthese van precursoren van het
DNA. Een dergelijk DNA-virus zou zijn litische vermogen kunnen verliezen en permanent in de cel aanwezig kunnen blijven als lineair of circulair
chromosomaal element (plasmiden). Via retrotranscriptie zou het cellulaire RNA deel hebben kunnen gaan uitmaken van het groeiende
plasmide. Dit DNA zou stabieler zijn en het zou voor de cel een selectief voordeel betekenen al zijn RNA om te zetten in DNA.
Omdat Eukaryoten, Archaea en bacteriën alle drie verschillende ribosomen hebben wordt er voorgesteld dat ze afstammen
van protoeucaryoten die ooit door drie verschillende virussen geïnfecteerd werden. Het gaat hier duidelijk om theorieën die goed kunnen
verklaren hoe er drie zulke verschillende domeinen van de boom van het leven konden ontstaan uit één gemeenschappelijke voorouder. Tot nu
toe was men daar nog niet in geslaagd.
Uit:
Three RNA cells for ribosomal lineages and three DNA viruses to replicate their genomes: A hypothesis for the origin of cellular domain
Patrick Forterre
http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC1450140/
The Last Universal Common Ancestor: emergence, constitution and genetic legacy of an elusive forerunner Nicolas Glansdorff, Ying Xu and Bernard Labedan
http://www.biology-direct.com/content/3/1/29#B11
(Ing StHawk)
"Unraveling the origins of life is an appealing problem per se; nobody really cares, but everybody would like to know. "
En als het dan ontdekt wordt, welke aardverschuiving zou dat teweeg kunnen brengen ?
(Pierra )
Theoretisch kan iedereen aan theoretische biologie doen...
Ik ben bang dat het bij theorie zal blijven al worden er steeds meer micro-organismen ontdekt die tussenvormen zijn.
Er zijn bacterien die een rudimentaire kern hebben bijv.
Helaas zijn er van de protoeukaryoten geen levende vormen meer, ze hadden een RNA-genoom dat niet competitief genoeg was, dus een
concreet bewijs zal er nooit komen.
De wetenschappers zullen proberen elkaar te overtuigen met deze modellen.
Het eerste artikel is al van 2006, best oud. Ik weet niet in hoeverre het model door anderen overgenomen is of dat het artikel veel geciteerd is
bijv.
Bij mij brengt het wel heel wat te weeg: dat ons DNA afkomstig is van virussen!
Maar het gaat nog steeds (voor zover ik weet ) om een vermoeden dat het DNA
( zie hieronder voor eren verrassende speculatie -) in onze cellen afkomstig is van virussen ( of minstens uit de RNA- wereld ( de oersoep ?)
afkomstig is ) !
Dat is toch wel opzienbarend als het zou kloppen.
Er wordt nog veel over gedebatteerd, het is dus nog geen " goed onderbouwde hypothese laat staan een theorie "die door iedereen
geaccepteerd wordt.
m.a.w. Het is( anno 2010 ) in hoge mate nog speculatief , maar er zijn reeds genoeg indirecte verwijzingen aanwezig om het als een goede
werkhypothese op te starten
DNA (was ) in de eerste plaats een geevolueerd verdedigingsmechanisme van sommige virussen.
DNA is stabieler dan RNA en kon daardoor minder makkelijk door de gastheercel (de protoeukaryoot in dit geval) gedegradeerd worden.
Langzaamaan is daarna het RNA van de cel omgezet in DNA door integratie in de door de virussen gemaakte plasmiden.
Pre-luca /Virus
http://carlzimmer.com/articles/2006/articles_2006_forterre.html
In the Beginning Were the Viruses
http://loom.corante.com/archives/2006/05/11/in_the_beginning_were_the_viruses.php
RNA viruses are small, avoiding the dangers of big error-ridden genomes.
Early evolution: prokaryotes,the new kids on the block
Anthony Poole,* Daniel Jeffares, and David Penny
http://awcmee.massey.ac.nz/people/dpenny/pdf/Poole_et_al_1999.pdf
Les Treilles :
A la Recherche de LUCA (the Last Universal Common Ancestor)
http://www-archbac.u-psud.fr/Meetings/LesTreilles/Treilles_frm.html
Patrick Forterre
http://www-archbac.u-psud.fr/LabHome/PForterre/PF.html
http://www.stats.ox.ac.uk/__data/assets/pdf_file/0013/5044/LUCA.pdf
Ingewikkelde voorouder
Basis van leven complexer dan gedacht
Door: Lemke Kraan :Flora & Fauna
Hoe zag onze grote voorouder eruit, het wezen dat aan het begin stond van al het leven op aarde? Er werd altijd gedacht dat het een erg simpel organisme moet zijn
geweest, niet meer dan een aantal succesvol bij elkaar geraapte moleculen. Maar volgens een studie van de Universiteit van Illinois die deze week in Biology
Direct gepubliceerd wordt, zat de gemeenschappelijke voorouder toch een stuk ingewikkelder in elkaar.
De gemeenschappelijke voorouder staat aan de basis van het leven op aarde. Omdat alles zich vanuit dit organisme heeft ontwikkeld, van bacteriën tot olifanten, wordt
gedacht dat dit organisme niet zo heel ingewikkeld moet zijn geweest. Men ging ervan uit dat alle ingewikkelde eigenschappen die bacteriën, schimmels, planten en dieren
hebben er later bij zijn gekomen.
Biologen van de Universiteit van Illinois waren al langer bezig met een celstructuur die polyfosfaat, een energiebron voor de cel, opslaat. Lang werd gedacht dat bacteriën
deze structuur niet hadden. Maar volgens de recente studie uit Illinois hebben alle organismen deze energieopslag. De biologen vermoeden dat de opslagstructuur daarom
het eerste universele organel, een celstructuur, is.
Deze bewering schudt de gehele biologische ordening door elkaar, omdat men er altijd van uitging dat bacteriën geen organellen hebben. Deze opschudding komt niet
helemaal onverwacht, omdat dezelfde biologen in 2003 al hadden aangetoond dat de opslag van polyfosfaat van een bepaalde groep bacteriën heel erg lijkt op een organel
dat eencellige wezens met een celkern vaak hebben. De wetenschappers dachten dat de structuur die in beide rijken kennelijk aanwezig is al bestond voordat de
organismen in de evolutionaire stamboom verder van elkaar verwijderd raakten.
In de recente studie is er gekeken naar het voorkomen van dit organel in alle biologische rijken. Er is een stamboom gemaakt van een enzym dat in deze celstructuur
voorkomt. Het enzym dook in allerlei organismen op en ook leek de stamboom van dit enzym sprekend op de stamboom van het leven. Volgens de wetenschappers duidt
dit erop dat het enzym al bestond voordat de drie biologische rijken elk hun eigen weg gingen. Ze denken zelfs dat de gemeenschappelijke voorouder het enzym en dus het
organel al had.
Maar het ligt misschien nog wel ingewikkelder. Het hoeft helemaal niet zo te zijn dat organismen, hoe verder ze zich evolutionair ontwikkelen, steeds complexer worden.
Sommige bacteriën zijn er bijvoorbeeld juist bij gebaat om lekker simpel te zijn. Het feit dat een bacterie bepaalde organellen niet heeft wil dus niet zeggen dat deze
organellen in hun voorouderen van deze soort nooit hebben bestaan.
Voorouder van alles was heel complex
Caroline Hoek op 6 oktober 2011
De laatste voorouder die alle organismen op aarde gemeen hebben, was geen oersoep, maar eerder een complex organisme, zo blijkt.
Er is al veel onderzoek gedaan naar deze laatste voorouder van alles. Veel studies wijzen erop dat het niet veel voorstelde: het zou een soort mengelmoes geweest zijn van
moleculen. Pas veel later ging het ergens op lijken.
Cel
Maar wetenschappers spreken dat nu tegen. De laatste voorouder van alles had een vrij complexe structuur die zelfs al deed denken aan een cel. “We weten niet hoe deze
eruitzag, maar onze hypothese is dat deze veel leek op archaea (een oerbacterie, red.),” legt onderzoeker Manfredo Seufferheld uit.
Organel
De onderzoekers baseren die conclusie op een studie naar bacteriën. Ze bestudeerden een deel van de microbiële cel waarin polyfosfaat zit opgeslagen. Ze keken ook hoe
deze opslagplaats zich ontwikkeld had. Ze ontdekten dat de opslagplaats eigenlijk een eerste, universele organel was. Een organel is eigenlijk een orgaan in een cel. Er
werd altijd gedacht dat deze niet voorkwam in bacteriën en hun verre familie: de oerbacteriën zoals archaea. Maar dat klopt blijkbaar niet. Sterker nog: het onderzoek wijst
erop dat organellen al ontstonden voor de drie takken van leven (bacteriën, archaea en eukaryoten) er waren.
“Onze hypothese is dat LUCA (Last Universal Common Ancestor, de laatste gedeelde voorouder, red.) een organel heel, heel vroeg in de evolutie ontwikkelde
zodat deze een duurzame energiebron in de cel had.”
Later zou deze opslagplaats zijn verdwenen en plaats hebben gemaakt voor de mitochondrieën: de energiecentrale van moderne cellen. En daarmee is de laatste
voorouder van alles waarschijnlijk veel complexer dan gedacht, zo is in het blad Biology Direct te lezen.
FECA en LECA.
Een pril begin
Marleen op november 4, 2011
Na weer enkele nieuwe inzichten volgt hier de laatste versie van het verhaal van de evolutie van onze cellen.
Daar is nog veel over te ontdekken en te onderzoeken. Van de evolutie van dieren en planten, die tijdens het Cambrium begon en die ook wel de Cambrische
explosie wordt genoemd, heeft men aan de hand van fossielen, en nu ook met DNA-onderzoek, kunnen aantonen hoe zich die (hoogstwaarschjijnlijk ) voltrok.
De evolutie van de meest eenvoudige naar gecompliceerdere cellen daarentegen is eigenlijk nog pure theorie.
De cellen
Er wordt onderscheid gemaakt tussen twee verschillende soorten cellen. De prokaryoten ofwel cellen zonder celkern en de eukaryoten, de cellen met celkern. Prokaryoten
zijn simpel gezegd de bacteriën en zijn minder complex dan eukaryoten. De eukaryoten vormen de autonome cellen ofwel protisten (ééncellige diertjes) en de cellen van
alle dieren, planten en schimmels. Behalve de celkern hebben eukaryoten nog veel meer organellen zoals de mitochondriën en het Golgi-apparaat die deze cellen
complexer maken dan de bacteriecellen.
Nog niet zo lang geleden ging men er van uit dat de prokaryoten aan de oorsprong stonden van de eukaryoten; dat de prokaryoten ofwel bacteriën de eerste organismen op
Aarde waren en dat de complexere eukaryoten daar uit evolueerden. Sinds kort wordt deze theoretische evolutielijn in twijfel getrokken en wordt er gesproken van een
eukaryoot als voorouder van al het leven op Aarde. De prokaryoten (bacteriën) zouden daarvan afgeleid zijn als een soort gestroomlijnde, versimpelde afstammeling van de
complexe cel. De vraag blijft natuurlijk hoe deze gecompliceerde cel kon bestaan als er nog geen bacteriën waren. De mitochondriën, die kenmerkend zijn voor de
eukaryoot, stammen immers af van symbiotische bacteriën. Deze laatste zouden ooit door fagocytose (‘opslokken’) opgenomen zijn door een andere cel om de eukaryoot te
vormen.
Recent is er een artikel gepubliceerd waarin een nieuw organel beschreven wordt, een acidocalcisome. Dit organel met bijbehorend enzym (V-H+PPase) is aanwezig in
zowel prokaryoten als eukaryoten en suggereert opnieuw dat er voor beide één gemeenschappelijke voorouder bestond.
Het model waarin de eukaryoot de eerste voorouder van onze cellen was, wordt ondersteund door veel Franse wetenschappers
FECA en LECA
zoals Forterre en Labedan, die de eerste eukaryoot een protoeukaryoot noemen. Eenonbekende blogger van de Universiteit van Indiana in Bloomington maakt onderscheid
tussen een FECA en een LECA. FECA is de First Eucaryotic Common Ancestor en moet een erg simpel organisme geweest zijn dat eerst een celkern of eerst de
mogelijkheid tot fagocytose had. LECA is de Last Eucaryotic Common Ancestor en heeft alle kenmerken van een eukaryoot (celkern, mitochondriën, fagocytose, Golgi
enz.). Deze blogger schrijft dat het ontstaan van deze eerste cel tussen 0,8 en 3,5 miljard jaar geleden wordt ingeschat. Dat is een erg lange periode. Hijzelf denkt dat het
rond de 1,5 miljard jaar geleden geweest moet zijn op basis van fossielvondsten en de moleculaire klok. De fossielenvondsten geven weinig uitsluitsel omdat het
microfossielen zijn waarvan men vaak niet eens zeker is of deze ooit levend waren. Het blijft dus een zoeken en werken met theoretische modellen, al zou het onderzoek op
protisten meer licht kunnen schijnen op de evolutie van de FECA en LECA.
Voorouder(s) van alles wat leeft?
27 juli 2012 Caroline Kraaijvanger
"Actinobacteria as the Base of the Evolutionary Tree" - American Crystallographic Association (ACA) / via Sciencedaily.com
De foto bovenaan dit artikel is gemaakt door CDC / Libero Ajello.
Actinomadura madurae bacterial organisms in the phylum Actinobacteria. (Credit: CDC/ Libero Ajello)
Wetenschappers denken te weten welke bacteriën mogelijk aan de wortels van de evolutionaire boom liggen . Het zijn de Actinobacteria.
Het is mogelijk de laatste gedeelde voorouder van alles wat leeft.
Het viel nog niet mee om deze voorouder als wortel van de boom des levens aan te wijzen. “Vandaag de dag zijn de databanken met genen enorm,” vertelt
onderzoeker William Duax. “Ze bevatten meer dan 600.000 genen van de genomen van meer dan 6000 soorten.” Probleem is echter wijs te worden uit al die informatie.
Genen en eiwitten
Genen bevatten informatie voor eiwitten. De onderzoekers zochten in de databank met daarin de genomen naar eiwitten met dezelfde structuur en dezelfde functies.
Gemakkelijk was dat niet, want ook al lijken eiwitten die bij verschillende soorten worden aangetroffen op elkaar, ze kunnen in de databank onder andere nummers
gecategoriseerd zijn. Zo blijft het feit dat ze eigenlijk familie van elkaar zijn verborgen.
Vergelijken
Ribosoom
De onderzoekers bedachten daar wat op. Ze richtten zich op eiwitten die zich op ribosomen bevinden. Van deze eiwitten weten we al vrij veel. Bovendien worden deze
eiwitten alleen door individuen die zich seksueel voortplanten doorgegeven. Daarom zijn ze heel geschikt om de evolutie van soorten na te gaan.
De onderzoekers vergeleken de proteïnes en konden aan de hand daarvan organismen op de evolutionaire stamboom plaatsen. Zo bleek één verschillend aminozuur in
een proteïne bijvoorbeeld onderscheid te maken tussen bacteriën met één celmembraan en bacteriën met twee celmembranen.
De analyse wijst erop dat de Actinobacteria de laatste universele voorouder van al het leven op aarde kunnen voorstellen
Maar dat wil uiteraard niet zeggen dat de onderzoekers het werk erop hebben zitten. Het plaatje van onze evolutie is namelijk nog lang niet compleet. De
onderzoekers willen daarom nog andere eiwitten gaan analyseren.
http://en.wikipedia.org/wiki/Actinobacteria
http://en.wikipedia.org/wiki/Actinobacteria
Scanning electron micrograph of Actinomyces israelii.
Bifidobacterium adolescentis / Een actinobacterie
Stam: Actinobacteria /Actinomycota(Straalzwammen)






Acidimicrobiales
Actinomycetales
Bifidobacteriales
Coriobacteriales
Rubrobacterales
Sphaerobacterales





Actinomyces
Actinomyces israelii
Actinomyces naeslundii
Actinomyces odontolyticus
Actinomyces viscosus
http://sandwalk.blogspot.be/2012/07/high-school-students-find-luca.html#more
http://sandwalk.blogspot.be/2012/07/nasa-confusion-about-origin-of-life.html
Overigens is veel van het werk van Hans -Jongkind op het internet vlot bereikbaar ...
Het is allemaal erg de moeite en uitstekend verzorgd ....
Is er ook
..... over de oersoep en het vroege leven : Het terrein is nog lang niet ontgonnen
http://www.hansjongkind.nl/weblogoersoep.html
(klik hieronder rechtstreeks de link-boxen aan )
De vreugde van het schilderen
Vanaf mijn 18e tot mijn 72e heb ik experimenten gedaan met
planten, dieren en cellen op wetenschappelijke instituten en
universiteiten. Ik gaf daar ook onderwijs in: een rationeel
wetenschappelijk leven kun je zeggen. Op mijn 36e in 1970 kwam
ik op een gezinsvacantie in Frankrijk in contact met een
schildersgroep, die geleid werd door Bessel Kok een amsterdamse
kunstenaar.
Terug in Amsterdam schilderde ik gedurende vele jaren met een
groepje mede-amateurs 챕챕n keer in de week bij hem. Meestal
plakkaatverf (met mengen van 3 roden, 3 blauwen, drie gelen en
wit) op papier. Ook toen ik in 1974 naar Rotterdam verhuisde
gingen die wekelijkse schildersessies overminderd door tot
omstreeks 1982. Met Bessel heb ik ook schildersreizen gemaakt
naar Griekenland en Sicili챘.