du læser og hører det hele tiden—”dette er en gammel, million år gammel art” eller “dette dyr har eksisteret i hundreder af tusinder af år.”Men hvordan ved forskere virkelig, hvor gamle disse arter er? Det er ikke som om de kan bruge en tidsmaskine til at se—ikke endnu, i det mindste. Men det molekylære ur kan hjælpe med at lave nogle estimater.

det er ikke magisk. Det er ikke engang bare et tilfældigt gæt. Det er faktisk bare et grundlæggende matematikproblem. Forskere foretager et par målinger og sætter tallene i en ligning for at få et skøn over en arts alder. Denne teknik kaldes det molekylære ur, og det blev opfundet af forskere Linus Pauling og Emile Juckerkandl i 1962.

Hvordan fungerer molekylæruret?

måling af en arts alder med molekylær urteknik kræver kun to enkle ting: et skøn over antallet af genetiske mutationer mellem en art og dens nærmeste slægtning og den gennemsnitlige genetiske mutationshastighed (dvs., hvor mange mutationer dukker op i en population i en bestemt tidsramme, såsom 5 mutationer om året).

for at vise, hvordan dette fungerer, lad os tage et simpelt hypotetisk eksempel. Lad os foregive, at vi er taksonomer—biologer, der studerer, hvordan organismer er relateret til hinanden. Vi får jobbet med at forsøge at finde ud af, hvordan forskellige kalkuner er relateret til hinanden, og der er to arter—den Ocellerede Kalkun (Meleagris ocellata) og den vilde kalkun (Meleagris gallopavo).

lad os sige, at vi analyserer DNA fra de to arter og finder ud af, at der er 5.000 mutationer, der er forskellige mellem dem. Vi kender også mutationshastigheden: arten vil vise 1.000 nye mutationer hver million år eller 0,001 mutation/år. Hvis vi deler antallet af mutationer med mutationshastigheden (5.000 mutationer med 0,001 mutation/år), finder vi ud af, at disse to kalkunarter er omkring 5 millioner år gamle. Ta da!

denne tilgang kommer dog ikke uden begrænsninger. Du skal antage, at generne muterer i samme hastighed. Hvis generne gennemgår perioder, hvor de ændrer sig meget hurtigt og derefter slet ikke ændrer sig, er det som at have en målestok med tilfældige flåter på den. Du kan ikke bruge den til at måle afstand (eller tid) mere.

på grund af denne begrænsning (og andre) er der faktisk en masse videnskab og matematik, der foregår bag kulisserne i mange af disse beregninger. Men i det væsentlige måler det bare tidens gang ved at bruge mutationshastigheden som målestok.

Hvordan bruger forskere molekylært ur?

det molekylære ur måler dybest set mængden af tid, da to arter har divergeret fra hinanden. Det er klart, at dette ville være virkelig nyttige oplysninger for en person, der sammensætter et stamtræ til beslægtede arter (kaldet et fylogenetisk træ), men forskere kan bruge disse oplysninger til mere end bare at planlægge virkelig episke familiesammenføringer.fylogenetiske træer hjælper os med at få mening ud af verden. Vi kan se, hvilke arter der er beslægtede, og hvor tæt, og vi kan bruge disse oplysninger til bevaringsforanstaltninger. For eksempel har nogle forskere foreslået at bringe uldne mammutter (Mammuthus primigenius) tilbage ved hjælp af elefanter. Indiske elefanter (Elephas Maksimus) er den nærmeste levende art til den uldne mammut, der har splittet sig fra hinanden for omkring 7 millioner år siden. Ved at bruge lignende, ikke-truede arter i bevaringsindsatsen for ting som opdræt af afkom, øges chancerne for succes kraftigt.

tro det eller ej, molekylære ure er også nyttige i retsmedicin og epidemiologi! Forskere har med succes brugt molekylærurmetoden til at bevise, at en person inficerede en anden person med en sygdom, såsom tilfældet med denne spanske anæstesilæge, der inficerede hundreder af patienter med hepatitis C. Forskere bruger også molekylærurteknikken til at spore udviklende patogener som f.eks.

det molekylære ur-Forlad ikke hjemmet uden det!

det molekylære ur har vist sig at være et uvurderligt værktøj i en evolutionær biologs værktøjssæt. Uden det ville vi ikke have et komplet billede af vores verdens naturhistorie. For mange organismer, der ikke fossiliserer godt, som vandmænd eller bakterier, er det den eneste teknik, som forskere kan bruge til at datere arten.