folyamatosan olvasod és hallod— “ez egy ősi, millió éves faj”, vagy ” ez az állat több százezer éve létezik.”De honnan tudják a tudósok, hogy hány évesek ezek a fajok? Ez nem olyan, mint tudják használni egy időgép látni-még nem, legalább. De a molekuláris óra segíthet néhány becslésben.

Ez nem varázslat. Ez nem is csak egy véletlen találgatás. Ez valójában csak egy alapvető matematikai probléma. A tudósok néhány mérést végeznek, és a számokat egy egyenletbe illesztik, hogy becslést kapjanak egy faj koráról. Ezt a technikát molekuláris órának hívják, és ezt Linus Pauling és Emile Zuckerkandl tudósok találták ki 1962-ben.

hogyan működik a molekuláris óra?

egy faj életkorának molekuláris óratechnikával történő mérése mindössze két egyszerű dolgot igényel: egy faj és legközelebbi rokona közötti genetikai mutációk számának becslését, valamint az átlagos genetikai mutációs arányt (pl., hány mutáció jelenik meg egy populációban egy meghatározott időkeretben,például évente 5 mutáció).

hogy megmutassuk, hogyan működik ez, Vegyünk egy egyszerű hipotetikus példát. Tegyük fel, hogy taxonómusok vagyunk-biológusok, akik tanulmányozzák, hogyan kapcsolódnak egymáshoz az organizmusok. Nekünk az a feladatunk, hogy megpróbáljuk kitalálni, milyen különböző pulykák kapcsolódnak egymáshoz, és van két faj—az Ocellated Turkey (Meleagris ocellata) és a Wild Turkey (Meleagris gallopavo).

tegyük fel, hogy elemezzük a két faj DNS-ét, és megállapítjuk, hogy 5000 mutáció van, amelyek különböznek egymástól. Azt is tudjuk, hogy a mutációs arány: a faj millió évente 1000 új mutációt mutat, vagy 0, 001 mutációt/év. Ha a mutációk számát elosztjuk a mutációs sebességgel (5000 mutáció ÷ 0,001 mutáció/év), akkor kiderül, hogy ez a két pulyka faj körülbelül 5 millió éves. Ta da!

Ez a megközelítés nem jön korlátozás nélkül, bár. Feltételeznie kell, hogy a gének ugyanolyan sebességgel mutálódnak. Ha a gének olyan időszakokon mennek keresztül, ahol nagyon gyorsan változnak, majd egyáltalán nem változnak, akkor olyan, mintha egy mércét véletlenszerű kullancsokkal látnának rajta. Többé nem használhatja a távolság (vagy idő) mérésére.

e korlátozás (és mások) miatt valójában sok tudomány és matematika létezik, amelyek sok ilyen számítás színfalak mögött zajlanak. De lényegében csak az idő múlását méri a mutációs sebesség mérceként.

hogyan használják a tudósok a molekuláris órát?

a molekuláris óra alapvetően méri az időt, mivel két faj eltér egymástól. Nyilvánvaló, hogy ez valóban hasznos információ lenne valaki számára, aki családfát állít össze a kapcsolódó fajok számára (filogenetikai fának nevezik), de a tudósok ezt az információt nemcsak az igazán epikus családegyesítések megtervezésére használhatják fel.

filogenetikai fák segítenek megérteni a világot. Láthatjuk, hogy mely fajok kapcsolódnak egymáshoz, és milyen szorosan, és ezeket az információkat felhasználhatjuk védelmi intézkedésekre. Egyes tudósok például azt javasolták, hogy elefántok segítségével hozzák vissza a gyapjas mamutokat (Mammuthus primigenius). Az indiai elefántok (Elephas maximus) a legközelebbi élő fajok a gyapjas mamuthoz, amelyek körülbelül 7 millió évvel ezelőtt szétváltak egymástól. Ha hasonló, nem veszélyeztetett fajokat használunk a védelmi erőfeszítésekben olyan dolgok érdekében, mint az utódok nevelése, a siker esélyei jelentősen megnőnek.

akár hiszed, akár nem, a molekuláris órák a kriminalisztikában és az epidemiológiában is hasznosak! A tudósok sikeresen használják a molekuláris óra módszerrel bizonyítani, hogy egy fertőzött személy egy másik személy, egy betegség, mint például az esetben, ha ez a spanyol aneszteziológus, aki fertőzött betegek százai hepatitis C Tudósok is használja a molekuláris óra technika nyomon követni a változó kórokozók, mint a Zika vírus vagy Mycobacterium tuberculosis.

A molekuláris óra-ne hagyja otthonát nélküle!

a molekuláris óra felbecsülhetetlen eszköznek bizonyult az evolúciós biológus eszköztárában. Enélkül nem lenne teljes képünk a világunk természeti történetéről. Sok olyan szervezet számára, amelyek nem fosszilizálódnak jól, mint például a medúza vagy a baktériumok, ez az egyetlen technika, amelyet a tudósok felhasználhatnak a faj mai napig.