čtete a slyšíte to po celou dobu—“jedná se o starodávný, milion let starý druh“ nebo „toto zvíře existuje stovky tisíc let.“Ale jak vědci skutečně vědí, jak staré jsou tyto druhy? Není to tak, že by mohli použít stroj času k vidění-alespoň zatím ne. Ale molekulární hodiny mohou pomoci provést některé odhady.

není to kouzlo. Není to ani jen náhodný odhad. Je to vlastně jen základní matematický problém. Vědci provedou několik měření a zapojí čísla do rovnice, aby získali odhad věku druhu. Tato technika se nazývá molekulární hodiny a v roce 1962 ji vymysleli vědci Linus Pauling a Emile Zuckerkandl.

jak fungují molekulární hodiny?

Měření stáří druhy s molekulární hodiny technika vyžaduje jen dvě jednoduché věci: odhad počtu genetických mutací, mezi druhy a jeho nejbližší příbuzný a průměrné genetické mutace (tj., kolik mutací se objeví v populaci ve stanoveném časovém rámci, například 5 mutací za rok).

abychom ukázali, jak to funguje, Vezměme si jednoduchý hypotetický příklad. Předstírejme, že jsme taxonomové-biologové, kteří studují, jak jsou organismy navzájem příbuzné. Dostali jsme za úkol zjistit, jak jsou různé krůty navzájem příbuzné, a existují dva druhy-Ocelovaný krocan (Meleagris ocellata) a divoký krocan (Meleagris gallopavo).

řekněme, že analyzujeme DNA těchto dvou druhů a zjistíme, že existuje 5 000 mutací, které se mezi nimi liší. Známe také míru mutace: druh bude vykazovat 1 000 nových mutací každý milion let nebo 0, 001 mutace / rok. Pokud vydělíme počet mutací, které mutace rychlost (5,000 mutace ÷ 0.001 mutace/rok), zjistíme, že tyto dvě turecko druhy jsou asi 5 milionů let. Ta dá!

Tento přístup však nepřichází bez omezení. Musíte předpokládat, že geny mutují stejnou rychlostí. Pokud geny procházejí obdobími, kdy se mění velmi rychle a pak se vůbec nemění, pak je to jako mít měřítko s náhodnými klíšťaty. Nemůžete ji použít k měření vzdálenosti (nebo času) nic víc.

kvůli tomuto omezení (a dalším) existuje ve skutečnosti spousta vědy a matematiky, která se odehrává v zákulisí mnoha těchto výpočtů. Ale ve své podstatě je to jen měření plynutí času pomocí rychlosti mutace jako měřítka.

jak vědci používají molekulární hodiny?

molekulární hodiny v podstatě měří dobu, protože dva druhy se od sebe liší. Samozřejmě, to by bylo opravdu užitečné informace pro někoho, kdo je dává dohromady rodokmen pro příbuzné druhy (tzv. fylogenetický strom), ale vědci mohou tyto informace použít pro více než jen plánování opravdu epic rodinné oslavy.

fylogenetické stromy nám pomáhají pochopit svět. Můžeme vidět, které druhy jsou příbuzné a jak úzce, a tyto informace můžeme použít pro opatření na ochranu. Například někteří vědci navrhli přivést zpět vlněné mamuty (Mammuthus primigenius) pomocí slonů. Slonů indických (Elephas maximus) jsou nejbližší žijící druh mamuta, který rozdělil od sebe asi před 7 miliony let. Pomocí podobné, non-ohrožených druhů v úsilí o zachování pro věci, jako je výchova potomků, šance na úspěch jsou značně zvýšil.

Věřte tomu nebo ne, molekulární hodiny jsou také užitečné v forenzní a epidemiologii! Vědci úspěšně použili molekulární hodiny způsob, jak dokázat, že jeden člověk nakažený další osoby s onemocněním, jako v případě tohoto španělského anesteziolog, který nakazil stovky pacientů s hepatitidou C. Vědci také použít molekulární hodiny, technika, sledovat vyvíjející patogeny jako Zika virus nebo bakterie Mycobacterium tuberculosis.

molekulární hodiny – neopouštějte domov bez něj!

molekulární hodiny se ukázaly jako neocenitelný nástroj v sadě nástrojů evolučního biologa. Bez ní bychom neměli úplný obraz o přirozené historii našeho světa. Pro mnoho organismů, které dobře fosilizují, jako medúzy nebo bakterie,je to jediná technika, kterou mohou vědci k dnešnímu dni použít.