Informacija

Studija slučaja: Kako evolucija može objasniti učestalost bijelih prugastih djetelina? - Biologija

Studija slučaja: Kako evolucija može objasniti učestalost bijelih prugastih djetelina? - Biologija



We are searching data for your request:

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

*Prilagođeno iz Nacionalni centar za podučavanje studija slučaja u znanosti

ciljevi učenja

  • Razumjeti proces prirodne selekcije

  • Steknite razumijevanje pojmova varijacije, prirodne selekcije, sposobnosti, selekcije, evolucije i prilagodbe.

  • Predvidjeti distribuciju cijanogene djeteline

  • Predložite hipoteze i opravdanja za objašnjenje učestalosti dviju vrsta djeteline

  • Biti u stanju kvantificirati snagu selekcije i relativnu sposobnost različitih oblika djeteline

1. dio - "Gledam preko..."

bijela djetelina (Trifolium repens), mala višegodišnja biljka, nalazi se u cijelom svijetu i ima dva oblika. Jedna varijanta ima potpuno zeleno lišće (obično), a druga zeleno lišće s istaknutom bijelom prugom (prugasto). Potražite djetelinu na internetu kako biste vidjeli možete li lako identificirati svaku vrstu.

Obje varijante bijele djeteline (obična i prugasta) nalaze se uz obalu Long Islanda u New Yorku. Većina Long Islanda je samo nekoliko stopa iznad razine mora. Niz niskih brežuljaka prekrivenih travom odvojenih plitkim udubljenjima pokriva područje iza dina na obali oceana. Plitke udubine sežu do podzemnih voda, tako da imaju tendenciju da budu trajno vlažne tijekom cijele godine i ne smrzavaju se zimi. Voda brzo otiče s niskih brežuljaka, koji se tijekom godine mnogo puta osuše, a zimi smrzavaju. Stanište u plitkim depresijama je gostoljubivo za mekušce (puževe i puževe) koji se hrane djetelinom. Jedna vrsta djeteline je češća u plitkim depresijama, dok je druga vrsta vjerojatnije da se nalazi na niskim brdima. Kada organizmi iste skupine ili vrste imaju različite fenotipove, nazivamo ih polimorfizmi.

Na kraju slučaja vratit ćemo se u New York i zamoliti vas da predvidite koja je vrsta bijele djeteline najzastupljenija u svakom mikrostaništu.

1. Predložite razlog zašto se jedna vrsta djeteline može naći u depresijama, a druga na brdima.

2. Navedite još jedan primjer polimorfizma koji ste primijetili u skupini životinja.

3. Skicirajte obalu Long Islanda kako je opisano u gornjem odlomku, pokazujući vrste organizma i krajolika te gdje se mogu naći.

BITNO PITANJE: Koja se vrsta djeteline nalazi u depresijama i koja bi se vrsta djeteline najčešće nalazila na brdima Long Islanda?

U većoj mjeri, dvije vrste djetelina nalaze se u različitim frekvencijama. Grafikon (Slika 1) u nastavku prikazuje distribuciju djeteline u Sjevernoj Karolini i Minnesoti. Tablica 1 opisuje fizička staništa dviju lokacija.

Slika 1: Relativna učestalost varijanti bijele djeteline u Minnesoti i Sjevernoj Karolini

Minnesota

Sjeverna Karolina

Latitude

43 - 49° s.š

34 -36° s.š

Prosječna temperatura (mjesečna)

-19,4° do 28,6° C

-2,6° do 31,3° C

Prosječan broj dana s najvišom temperaturom iznad 32°C

14

38

Prosječan broj dana s najnižom temperaturom ispod 0°C

154

75

Prosječna godišnja količina oborina

66-76 cm

107-117 cm

Prisutnost biljojeda (mekušci kao što su puževi, puževi)

mala populacija, nije prisutna zimi

brojna, aktivna populacija, prisutna cijele godine

4. A stanište definira se kao mjesto i uvjeti pod kojima živi organizam. To uključuje fizičke čimbenike kao što su temperatura, vrsta tla, dostupnost hranjivih tvari, vlaga i prisutnost drugih organizama.

  1. Koje je stanište sjevernije?
  2. Koje je stanište općenito toplije?
  3. Koje stanište ima više kiše?
  4. U kojem staništu je veća prisutnost biljojeda?

5. Koje stanište ima veću rasprostranjenost bijeloprugaste djeteline? Predložite razlog za to na temelju podataka u tablici.

II dio - Nesretna djetelina

Neke varijante bijele djeteline proizvode cijanid (CN), koji je vrlo brzo djelujući otrov koji inhibira enzime u mitohondrijskom lancu prijenosa elektrona. Bez lanca prijenosa elektrona većina organizama ne može proizvesti ATP. Nemogućnost proizvodnje ATP-a brzo dovodi do smrti. Mali organizmi koji jedu djetelinu koja proizvodi cijanid ili umiru, ili ostavljaju biljku na miru u korist drugih biljaka.

Za proizvodnju aktivnog cijanida potrebna su dva genska produkta. Jedan gen kodira neaktivni kompleks cijanid-šećer koji je pohranjen u citoplazmi biljne stanice. Drugi gen kodira enzim koji cijepa šećer kako bi aktivirao cijanid. Ovaj enzim, tzv linameraze, pohranjuje se u staničnoj stijenci. Općenito, prugasta djetelina sadrži cijanid; obična djetelina ne.

Pri konstantnim temperaturama smrzavanja, membrane biljnih stanica (okolne organele i sama stanica) mogu pucati. To je razlog zašto dijelovi biljaka iznad tla odumiru u hladnijim klimatskim uvjetima. Međutim, manja je vjerojatnost da će stanice korijena puknuti jer su pod zemljom i često pohranjuju šećere, koji štite stanicu od smrzavanja (baš kao i antifriz). To omogućuje da višegodišnje biljke prežive i ponovno rastu u proljeće. Poput štete uzrokovane smrzavanjem, biljojedi također mogu oštetiti biljne stanice. U procesu jedenja lista, biljojedi uništavaju membrane i organele stanica koje čine list.

6. Skicirajte biljnu stanicu i uključite svoj prikaz za kompleks cijanid-šećer i enzim linamerazu koristeći gornje opise. Uključite organelu koja je izravno pogođena cijanidnim otrovom.

7. Što bi se dogodilo s biljkom da kompleks cijanid-šećer dođe u dodir s linamerazom?

8. Opišite dva načina na koja bi njih dvoje mogli doći u kontakt.

9. Na molekularnoj formuli na vrhu stranice identificirajte udio cijanida i šećer u linamarin. Označite mjesto "cijepanja" za linamerazu. (Označite sva tri izravno na slici.)

10. Organizmu je potrebna energija da proizvede određenu strukturu kao što je pruga na listu djeteline koja je inače obična. Zašto bi djetelina koja proizvodi cijanid mogla proizvoditi prugasto lišće?

Dio III - Kondicija je broj

Da biste razumjeli zašto se djetelina koja proizvodi cijanid/prugasta djetelina nalazi češće u Sjevernoj Karolini nego u Minnesoti, morate uzeti u obzir "fitness” svake varijante u različitim staništima dostupnim u dvije države. Kondicija je određena sposobnošću organizma da preživi, ​​raste i razmnožava se u određenom staništu. Vjerojatno ste čuli za izraz “opstanak najsposobnijih”, ali ako organizam nije u stanju također rasti i razmnožavati se, neće moći prenijeti nijedan od svojih alela (genetskih informacija) na svoje potomstvo. Organizam koji ima visoku kondiciju dobro se snalazi u svom staništu i prenosi te povoljne alele na svoje potomstvo kada se razmnožava.

Prikladnost i selekciju možemo izraziti brojevima koji nam govore ne samo ima li jedan organizam veću sposobnost od drugog, već i stupanj do kojeg je vjerojatnije da će taj organizam preživjeti i razmnožavati se od drugog organizma. Nije uvijek moguće napraviti apsolutnu mjeru kondicije, ali često možemo izmjeriti relativna kondicija. Za svaku vrstu organizma uzimamo neku mjeru koja se odnosi na kondiciju, kao što je postotak jedinki te vrste koje prežive sljedeću generaciju. Zatim dijelimo mjere za svaku vrstu s najvećom vrijednošću. Tako će organizmi s najvećom kondicijom imati relativnu sposobnost 1,0, dok će drugi organizmi imati neku vrijednost manju od 1,0, ali ne nižu od nule

Na primjer, podaci u donjem grafikonu pokazuju broj moljaca sakupljenih u dvije vrste šuma. (Podaci se temelje na Kettlewellovim eksperimentima na paprenim moljcima)

Nezagađena šuma

Oslobođen

Ponovno uhvaćen

% Ponovno uhvaćen

Tamno

406

19

4.7

Svjetlo

393

54

13.7

Relativna sposobnost lakih moljaca 13,7/13,7 = 1

Relativna sposobnost tamnih moljaca 4,7/13,7 = 0,34

Zagađena šuma

Oslobođen

Ponovno uhvaćen

% Ponovno uhvaćen

Tamno

447

123

27.5

Svjetlo

137

18

13.1


Relativna sposobnost svijetlih moljaca: ?
Relativna sposobnost tamnih moljaca: ?

11. Izračunajte relativnu sposobnost za svijetle i tamne moljce u zagađenoj šumi. (Koristite izračune nezagađene šume kao vodič.)

12. Jedna stvar koju ste možda primijetili je da razlika između relativne sposobnosti najsposobnijih moljaca i moljaca koji su najmanje sposobni nije ista za nezagađene i onečišćene šume. Ova razlika se naziva jačinom selekcije ili koeficijent selekcije(s). Ovu vrijednost možemo izračunati za svako okruženje. Evo izračuna za nezagađenu šumu: Nezagađena šuma: s = 1,0 − 0,34 = ,66
Izračunati s za zagađenu šumu:

13. Budući da nezagađena šuma ima veću vrijednost za s, selekcija je jača u nezagađenoj šumi nego u zagađenoj šumi. Što za tu skupinu organizama znači imati veću s vrijednost? Dobro razmislite o tome i pokušajte jasno izraziti svoje misli!

Dio IV – Istraživanje rasprostranjenosti djeteline

Sada kada ste razmotrili različita staništa u kojima se nalazi bijela djetelina i čimbenike koji utječu na kondiciju djeteline, razvit ćete hipoteze za objašnjenje promatrane distribucije obične i prugaste djeteline. Hipoteza je okvirni odgovor na dobro uokvireno pitanje. To znači da je netko razvio objašnjenje događaja na temelju preliminarnih podataka, opažanja, a možda i rada drugih znanstvenika.

Znanstvenici koriste opažanja i podatke kako bi razvili i opravdali svoje hipoteze. Hipoteza je predstavljena kao izjava, a ne kao pitanje, i mora biti provjerljiva (mora postojati neki način da se provjeri je li valjana) i krivotvoriti (mora biti moguće pokazati da je netočna hipoteza pogrešna).

14. Na temelju gore navedenih podataka i razlika u staništima između Minnesote i Sjeverne Karoline, predloži hipotezu koja bi objasnila rasprostranjenost djeteline u Minnesoti i Sjevernoj Karolini. Možda je najlakše napisati da je vaša hipoteza izjava Ako-Onda.

15. Nakon što je znanstvenik formirao hipotezu, sljedeći korak je testirati je opažanjima ili eksperimentima. Eksperimenti bi trebali testirati samo jednu varijablu u isto vrijeme i zadržati što više drugih čimbenika konstantnim (što ne znači "nepromjenjivi", već samo da su isti za sve eksperimentalne skupine). Osmislite eksperiment(e) kako biste provjerili svoju hipotezu. Uključite vrstu podataka koje biste trebali prikupiti da biste to podržali. Budite detaljni!

Dio V - Što ste naučili?

Već ste koristili nekoliko koncepata iz evolucijske biologije:

Varijacija: Razlike među jedinkama vrste; različite oblike iste osobine.

Prirodni odabir: Diferencijalno preživljavanje (i reprodukcija) jedinki s različitim fenotipovima
Evolucija: Genetske promjene u populaciji tijekom vremena.

Prilagodba: Svojstvo koje povećava vjerojatnost preživljavanja i razmnožavanja organizma

16. Uspoređujući populaciju bijele djeteline u Minnesoti i Sjevernoj Karolini, što bi vam trebalo kao dokaz da se evolucija dogodila. (Vidi definiciju)

17. Vratite se na prvu stranicu (I. dio) i predvidite koja bi varijanta djeteline bila najčešća u svakoj od mikrostaništa Long Islanda i kratko objašnjenje vašeg razmišljanja. (Ovo je odgovor na BITNO PITANJE na stranici 1 i opća svrha ove Studije slučaja.)

18. Primijenite zašto ste naučili na sljedeću situaciju.

Prosječna veličina kljova afričkog slona prepolovila se u prošlom stoljeću. Krivolovci bjelokosti traže najveće mužjake s najvećim kljovama, smanjujući broj velikih mužjaka u populaciji. Manji mužjaci s manjim kljovama vjerojatnije će se razmnožavati kada veći mužjaci nisu prisutni.

Objasnite kako krivolov može uzrokovati evoluciju u populaciji slonova. Koristite uvjete: varijacija, prilagodba, i selekcijski pritisak u vašem objašnjenju.


Bijela prugasta djetelina slučaj prirodne selekcije

Gledam preko djeteline s bijelim prugama:
Slučaj prirodne selekcije
po
Susan Evarts, Odjel za biologiju, Sveučilište St. Thomas Alison Krufka, Odjel za biološke znanosti, Sveučilište Rowan Chester Wilson, Odjel za biologiju, Sveučilište St. Thomas Ciljevi slučaja

Do kraja ovog slučaja ćete:
• Razumjeti proces prirodne selekcije i važnost prilagodbi specifičnih za okoliš. • Znati koristiti izraze varijacija, prilagodba, prirodna selekcija i evolucija kako se primjenjuju na ovu i druge znanstvene studije.

• Steći iskustvo sa znanstvenom metodom i biti u stanju predložiti hipoteze i opravdanja za objašnjenje distribucije dviju varijanti bijele djeteline. • Osmislite eksperimente za testiranje hipoteza i opisivanje podataka koji bi poduprli te hipoteze. • Razumjeti i sintetizirati informacije u slikama i tablicama.

I DIO — „GLEDAM PREKO...“
Bijela djetelina (Trifolium repens), mala višegodišnja biljka, nalazi se u cijelom svijetu, a ima dva oblika. Jedna varijanta ima potpuno zeleno lišće (obično), a druga zeleno lišće s istaknutom bijelom prugom (prugasto).

Obje varijante bijele djeteline (obična i prugasta) nalaze se uz obalu Long Islanda u New Yorku. Većina Long Islanda je samo nekoliko stopa iznad razine mora. Niz niskih brežuljaka prekrivenih travom odvojenih plitkim udubljenjima pokriva područje iza dina na obali oceana. Plitke udubine sežu do podzemnih voda, tako da imaju tendenciju da budu trajno vlažne tijekom cijele godine i ne smrzavaju se zimi. Voda brzo otiče s niskih brežuljaka, koji se tijekom godine mnogo puta osuše, a zimi smrzavaju. Stanište u plitkim depresijama je gostoljubivo za mekušce (puževe i puževe) koji se hrane djetelinom. Jedna vrsta djeteline je češća u plitkim depresijama, dok je druga vrsta vjerojatnije da se nalazi na niskim brdima. Na kraju slučaja vratit ćemo se u New York i zamoliti vas da predvidite koja je vrsta bijele djeteline najzastupljenija u svakom mikrostaništu. Ali prvo, razmotrimo obilje ove dvije vrste djeteline u većoj mjeri.

Slika , ispod, prikazuje relativnu učestalost varijanti bijele djeteline u Minnesoti i Sjevernoj Karolini.

“Gledam preko djeteline s bijelim prugama” Evarts, Krufka i Wilson

Tablica  pruža dodatne informacije o Minnesoti i Sjevernoj Karolini. stol 1
Minnesota

Prosječna # dana s visokom temperaturom iznad 32° C*

Prosječan broj dana s niskom temperaturom ispod 0° C*

Prisutnost biljojeda
(mekušci kao što su puževi, puževi)

manji broj stanovnika,
nije prisutan zimi

veća, aktivnija populacija,
prisutan tijekom cijele godine

Podaci s Netstate.com i National Oceanic and Atmospheric Administration. *Podaci za glavne gradove (St. Paul, MN, i Raleigh, NC).

Vježba 1
Stanište se definira kao mjesto i uvjeti u kojima živi organizam. To uključuje fizičke čimbenike kao što su temperatura, tip tla, dostupnost hranjivih tvari i dostupnost vlage, kao i biološke čimbenike kao što su prisutnost biljojeda, konkurencija za hranjive tvari i patogeni. Koristeći informacije u tablici , ukratko sažmite značajke staništa bijele djeteline u svakoj državi.

“Gledam preko djeteline s bijelim prugama” Evarts, Krufka i Wilson

DIO II—NESREĆNA DJETELINE
Neke varijante bijele djeteline proizvode cijanid (CN), koji je snažan otrov. Za proizvodnju aktivnog cijanida potrebna su dva genska produkta. Jedan gen kodira neaktivni kompleks cijanid-šećer koji je pohranjen u citoplazmi biljne stanice. Drugi gen kodira enzim koji cijepa šećer kako bi aktivirao cijanid. Ovaj enzim je pohranjen u staničnoj stijenci. Općenito.

Pridružite se StudyModeu da pročitate cijeli dokument


Genetske razlike u djetelini čine jednu vrstu otrovnom

Ta ogrlica od djeteline koju napravite za svoje dijete mogla bi biti prsten otrova. To je zato što su neke djeteline razvile gene koji pomažu biljci da proizvodi cijanid - kako bi se zaštitila od malih biljojeda, poput puževa, puževa i voluharica, koji jedu djetelinu. Ostale biljke djeteline koje ne proizvode cijanid nalaze se u podnebljima s nižim temperaturama. Dakle, u odabiru vašeg otrova, djetelina, ekologija i geografija igraju važnu ulogu.

Biolog za evoluciju biljaka sa Sveučilišta Washington u St. Louisu pokušava doći do dna ove botaničke priče o plaštu i bodežu. Kenneth Olsen, dr. sc., docent biologije na Sveučilištu Washington u oblasti umjetnosti i znanosti, proučava genetiku širokog spektra biljaka bijele djeteline kako bi utvrdio zašto neke biljke rade, a neke ne proizvode cijanid - što biolozi nazivaju polimorfizam, ili dvije vrste.

"Dokumentiramo učinak prirodne selekcije na razini DNK sekvence kako bismo razumjeli molekularnu evoluciju ovog polimorfizma", rekao je Olsen. "Obično istraživači proučavaju modelne biljke kao što su Arabidopsis ili duhan kako bi razumjeli genetiku. Ali s djetelinom imamo sustav u kojem možemo detaljno pogledati varijacije DNK sekvence i istodobno imati temeljito razumijevanje ekologije biljke."

U studiji objavljenoj u tjednu 24. rujna u časopisu Molecular Ecology, Olsen i njegovi kolege izvještavaju o nalazima o molekularnoj osnovi polimorfizma cijanida.

Cijanidna "bomba" u ćeliji

Bijela djetelina porijeklom je iz Europe i Azije, a uvedena je prije nekih 300 godina u Sjevernoj Americi. Odnos hladnog čimbenika i acijanogenog dugo je poznat u Europi i Aziji, a ponovno je evoluirao u Sjevernoj Americi kada je biljka uvedena, što ukazuje da je prirodna selekcija bila moćna sila u oblikovanju zemljopisne distribucije dviju vrsta biljaka.

Genetska osnova proizvodnje cijanida u biljkama djeteline svodi se na samo dva gena.

"Cijanogena biljka postavlja malu cijanidnu bombu u ćeliju", objasnio je Olsen. "Imate cijanogeni glukozid -- u osnovi šećer s cijanidnom grupom zalijepljenom na njega, u staničnoj vakuoli, a zatim u staničnoj stijenci postoji enzim potreban da hidrolizira cijanid. Ako nešto ošteti stanicu, ova dva spoja dolaze u dodir jedan s drugim i oslobađa se slobodni cijanid." Jedan gen, Li, kodira enzim, koji se zove linamaraza, drugi gen, Ac, odgovoran je za prisutnost ili odsutnost cijanogenih glukozida.

Olsenova nedavna otkrića otkrila su da biljkama koje ne sintetiziraju linamarazu uopće nedostaje Li gen: DNK gena je odsutan u genomima ovih biljaka.

Olsen i kolege također testiraju hipoteze o tome zašto se acijanogene biljke pojavljuju u hladnim klimama. Jedan kaže da je u hladnijim klimama manje biljojeda.

"Ako biljka može izdržati bez ulaganja u sve resurse potrebne da bude cijanogena, može koncentrirati te resurse u drugim oblicima rasta i reprodukcije, tada bi bila u konkurenciji s biljkama koje su cijanogene", rekao je Olsen.

Samoubojstvo nije isključeno

Druga hipoteza istražuje jezivu mogućnost samoubojstva biljaka. "U hipotezi dva dovodimo u pitanje ulogu čestih mrazeva. Mrazevi bi mogli uzrokovati pucanje stanica i oslobađanje cijanida što dovodi do autotoksičnosti. Ako se cijanogene biljke truju u hladnoj klimi, tada će te biljke biti u nepovoljnom položaju."

Kako bi ispitali vremenski čimbenik i mogućnost samoubojstva, Olsen i njegovi kolege testiraju različite vrste djetelina u komorama za zamrzavanje na kontroliranim temperaturama kako bi vidjeli je li preživljavanje veće za cijanogene ili cijanogene biljke.

"Prednost sustava cijanogeneze djeteline je što se već toliko zna o njegovoj ekologiji", rekao je Olsen. "Ono što sada možemo učiniti je doći do molekularne razine i pogledati molekularnu osnovu ekološki važne varijacije."


Kako su neke kokoši dobile prugasto perje

Ptice pokazuju nevjerojatnu raznolikost u boji perja i uzorcima. Ali koji su genetski mehanizmi koji stvaraju takve obrasce? U novoj studiji objavljenoj danas u PLOS genetika, švedski i francuski istraživači izvještavaju da su potrebne dvije neovisne mutacije kako bi se objasnio razvoj spolno vezanog obrasca zabrane kod pilića. Obje mutacije utječu na funkciju CDKN2A, tumor supresorskog gena povezanog s melanomom u ljudi.

Istraživanje u biologiji pigmentacije napravilo je veliki napredak u posljednjih 20 godina u identificiranju gena koji kontroliraju varijacije pigmentacije kod sisavaca i ptica. Međutim, i dalje je najizazovnije pitanje kako su uzorci boja genetski kontrolirani. Ptice su izvanredne u pogledu raznolikosti i složenosti uzoraka boja. Danas objavljena studija otkrila je genetsku osnovu za prugasto perje karakteristično za spolno vezanu zabranu. Jedan primjer ove fascinantne boje perja je francuska pasmina Coucou de Rennes. Naziv se odnosi na činjenicu da ova boja perja nalikuje šarama koje su prisutne kod obične kukavice (Cuculus canorus). Spolno vezan lokus zabrane nalazi se na Z kromosomu. (Kod pilića kao i kod drugih ptica mužjak ima kromosome ZZ dok ženke imaju ZW).

"Naši podaci pokazuju da je zabrana povezana sa spolom uzrokovana dvije neovisne mutacije koje djeluju zajedno. Jedna je regulatorna mutacija koja povećava ekspresiju CDKN2A. Druga mijenja proteinski slijed i čini protein manje funkcionalno aktivnim. Sigurni smo da su obje mutacije doprinose obrascu zabrane vezanog spola jer smo proučavali i piliće koje nose samo regulatornu mutaciju i pokazuju vrlo blijedo perje sa samo slabim tamnim prugama. Dakle, ovo predstavlja evolucijski proces u kojem je prva nastupila regulatorna mutacija, a zatim mutacija koja utječe na strukturu proteina. Kombinirani učinak dviju mutacija uzrokuje još privlačniji fenotip za ljudsko oko", kaže Leif Andersson, Sveučilište Uppsala, Švedsko sveučilište poljoprivrednih znanosti i Texas A&M University, koji je vodio studiju.

"Najvažniji razlog za velike varijacije boja među našim domaćim životinjama je taj što cijenimo tu raznolikost, sve dok mutacije koje su u osnovi varijacije ne uzrokuju zdravstvene probleme životinja", kaže Leif Andersson.

Studija ilustrira koliko su domaće životinje korisne kao modeli za evolucijske procese u prirodi. Leif Andersson tvrdi da je slična evolucija varijanti gena koja uključuje višestruke genetske promjene koje utječu na funkciju jednog gena pravilo, a ne iznimka u prirodnim populacijama.

CDKN2A je dobro proučen tumor supresorski gen koji sudjeluje u regulaciji stanične diobe i preživljavanja stanica. Mutacije koje inaktiviraju CDKN2A najčešće su objašnjenje poznatih oblika melanoma kod ljudi. (Međutim, velika većina slučajeva melanoma nije povezana s jakim genetskim čimbenikom rizika.)

"Varijanta gena koja leži u pozadini spolno vezanih zabrana ima suprotan učinak u usporedbi s mutacijama koje uzrokuju melanom kod ljudi. Zabrana povezana sa spolom povezana je s varijantom gena koja čini CDKN2A aktivnijim što dovodi do cikličkog deficita pigmentnih stanica što uzrokuje bijele pruge tijekom razvoj pojedinog pera Čini se da su pigmentne stanice posebno osjetljive na promjene u funkciji CDKN2A jer su inaktivirajuće mutacije u ljudi povezane s melanomom, ali rijetko drugi oblici raka i aktivirajuće mutacije uzrokuju zabranu vezanu za spol u pilića, ali ne i druge strane učinci su poznati", kaže Doreen Schwochow Thalmann, doktorandica i prva autorica rada.

"Fascinantno je da velik dio pilića koji se koriste za proizvodnju jaja i mesa diljem svijeta nosi ove mutacije u genu za supresiju tumora. Primjer takve pasmine je bijeli leghorn koji je jedna od najistaknutijih pasmina koje se koriste za proizvodnju jaja, ali zabrana vezana uz spol nije vidljiva u tim pasminama jer također imaju dominantnu bijelu boju koja eliminira svu proizvodnju pigmenta i maskira učinak zabrane spolno vezanog," kaže Leif Andersson.


Studija slučaja: Kako evolucija može objasniti učestalost bijelih prugastih djetelina? - Biologija

Zašto ne isprobati ažuriranu verziju ovog izvora, koji se bavi razlikom između dva različito upravljana travnjaka u nacionalnom rezervatu prirode Waun Las?

Ova praktična online ekološka vježba koristi nasumično uzorkovanje za mjerenje brojnosti različitih vrsta na području travnjaka.

Sredstva su namijenjena pomoći studentima da razviju vještine i tehnike identifikacije biljaka prije izlaska na teren, umjesto da zamijene terenski rad.

Omogućiti studentima praksu na:

  • korištenjem slučajnog uzorkovanja za mjerenje brojnosti različitih vrsta na području travnjaka.

Da bi se pružila prilika za istraživanje dvije različite mjere obilja:

  • gustoća: broj pojedinačnih biljaka po kvadratu ili po jedinici površine
  • učestalost: udio kvadrata u kojima se svaka vrsta pojavljuje

Travnjak sadrži mali broj lako prepoznatljivih vrsta. Područje uzorkovanja je relativno malo, što omogućuje uzimanje razumnog uzorka korištenjem kvadrata 25 cm x 25 cm (tj. pri uzorkovanju najmanje 2% ukupne površine). Mali kvadrat omogućuje nam da pružimo sliku cijelog kvadrata izbliza što omogućuje identifikaciju pojedinih vrsta.

1. „Istraživanje travnjaka – područje se uzorkuje”- pogled iz zraka na komad travnjaka koji se uzorkuje u ovoj vježbi. Ovo je 5 m x 5 m. Trake su položene duž dva ruba podijeljena u intervale od 0,25 m što je duljina jedne strane kvadrata koji se koristi. Slijedite vezu da vidite ovo.

Uz ovo je postavljeno 10 parova slučajnih intervala.

2. 'travnjaci' - 10 kvadrata svaki se isporučuje kao zasebna slika. Svaki je vruće povezan s jednim od gore navedenih parova koordinata.

3. 'ID i tablice snimanja' - Priložene tablice za bilježenje rezultata (bilo kao gustoća ili kao frekvencija) zajedno sa slikama i nazivima svake vrste koja će se vjerojatno vidjeti. Nije bilo pokušaja da se odvoje vrste trava, ali višegodišnja ražena trava Lolium perenne je najčešća vrsta. Preuzmite ih s linkova na desnoj strani.

Prijedlozi za izvođenje vježbe

Istražite ideje učenika o tome kako bi mjerili brojnost različitih vrsta na području travnjaka.

Što bi izmjerili
Kako bi uzorkovali

Objasnite princip slučajnog uzorkovanja i kako se to radi u praksi. Povežite to s načinom na koji će se to učiniti u ovoj vježbi. Objasnite kako je interval uzorkovanja povezan s veličinom kvadrata.

1. Dodijelite svakom paru ili maloj skupini učenika par slučajnih intervala i zamolite ih da pronađu svoj kvadrat. Dajte im tablicu rezultata identifikacije vrste (gustoće).

Zamolite ih da pokušaju izmjeriti gustoću, tj. broj biljaka jedne ili dvije vrste, npr. broj biljaka djeteline, broj biljaka tratinčice, u njihovom kvadratu. (Možda ćete htjeti odvojiti malo vremena da vježbate identifikaciju).

2. Uskoro će vidjeti da je to teško. Osim toga, možete im pokazati koliko je listova poput bijele djeteline povezanih horizontalnim puzavim stabljikama. Teško je definirati što je pojedina biljka, a ta mjera, gustoća, ne daje vam nikakve naznake o veličini biljaka.

Bolja mjera je učestalost (broj kvadrata u kojima se svaka vrsta pojavljuje.) To je povezano i s brojem biljaka i s njihovom veličinom i stoga je ekološki značajnije.

3. Za mjerenje učestalosti, zamolite ih da zabilježe prisutnost ili odsutnost svake vrste u svom kvadratu. Korištenje tablice rezultata identifikacije vrste (učestalosti). Usporedite rezultate za 10 kvadrata (pomoću jednostavne proračunske tablice) i izračunajte postotak učestalosti za svaku vrstu – broj prisutnih od 10 x 100.

4. Možda biste željeli razgovarati o mjerenju pokrivenosti (područje tla koje pokriva svaka vrsta). To se može mjeriti pomoću kvadrata točaka ili se često procjenjuje vizualno. Mjerenje frekvencije obično daje pouzdaniji rezultat od vizualne procjene pokrivenosti.

Slučajno uzorkovanje je način eliminacije osobnog izbora u odabiru uzorka. Svaki dio vašeg područja uzorka trebao bi imati jednake šanse za uzorkovanje svaki put kada idete uzeti uzorak. Iz tog razloga interval uzorkovanja trebao bi biti iste veličine kao i kvadrat. Na primjer, u ovoj vježbi kvadrat je 25 cm x 25 cm i trake duž dvije strane grafike su stoga podijeljene u intervale od 25 cm.

Koordinate parova nasumično odabranih intervala određuju položaje kvadrata.

Za stvaranje nasumičnih intervala najjednostavniji je način da napišete intervale od 0,25 od 0-10 na komadiće papira i izvučete ih iz šešira. Napomena zamijenite svaki komad papira prije nego izvučete sljedeći.

U praksi, posebno kada se radi u teškim uvjetima (obilna kiša!!) ili kod mlađih učenika, koncentrira se na eliminiranje osobnog izbora. U ovom slučaju geodeti pronalaze svoje koordinate hodajući duž vrpci broj koraka označen nasumičnim brojevima, a ne mjerenjem intervala duž vrpce.

Napomena bacanje kvadrata nije slučajno uzorkovanje i u najboljem slučaju eliminira određenu količinu osobnog izbora!

Za više informacija o kvadratima i uzorkovanju pogledajte 'Pitanja o kvadratima' OSMOSIS 25 proljeće 2004.


DODATNI PODACI

Dodatni podaci dostupni su online na www.aob.oxfordjournals.org i sastoje se od sljedećeg. Tablica S1: uzorkovanje dodekaploida i heksaploida od Primula marginata i Primula allionii. Tablica S2: uzorkovanje dodekaploida i heksaploida od Primula marginata i Primula allionii za populacije, broj jedinki, broj stabala, broj cvjetova po stablu i morfologiju cvijeta. Tablica S3: rezultati Kruskal-Wallisovog testa korišteni za određivanje da li se svaka cvjetna osobina značajno razlikuje između dodekaploida P. marginata i njegove najbliže rodbine. Slika S1: PCA od P. marginata heksaploidi, P. marginata dodekaploidi i P. allionii na temelju četiri cvjetne osobine. Slika S2: dijagrami gustoće jezgre pet klimatskih varijabli pri razlučivosti 100 m za dva citotipa P. marginata i P. allionii.


Gledaj video: Biologija online - EVOLUCIJA ČOVJEKA. SŠ (Kolovoz 2022).