du läser och hör det hela tiden-”det här är en gammal, miljonårig art” eller ”detta djur har funnits i hundratusentals år.”Men hur vet forskare verkligen hur gammal dessa arter är? Det är inte som att de kan använda en tidsmaskin för att se—inte än, åtminstone. Men den molekylära klockan kan hjälpa till att göra några uppskattningar.

det är inte magiskt. Det är inte ens bara en slumpmässig gissning. Det är faktiskt bara ett grundläggande matematiskt problem. Forskare gör några mätningar och kopplar in siffrorna i en ekvation för att få en uppskattning av en arts ålder. Denna teknik kallas molekylklockan, och den tänktes upp av forskare Linus Pauling och Emile Zuckerkandl 1962.

hur fungerar molekylklockan?

att mäta åldern på en art med molekylär klockteknik kräver bara två enkla saker: en uppskattning av antalet genetiska mutationer mellan en Art och dess närmaste släkting och den genomsnittliga genetiska mutationshastigheten (dvs., hur många mutationer dyker upp i en population inom en viss tidsram, såsom 5 mutationer per år).

för att visa hur detta fungerar, låt oss ta ett enkelt hypotetiskt exempel. Låt oss låtsas att vi är taxonomer-biologer som studerar hur organismer är relaterade till varandra. Vi får jobbet att försöka lista ut hur olika kalkoner är relaterade till varandra, och det finns två arter—den Ocellerade Kalkon (Meleagris ocellata) och den vilda kalkon (Meleagris gallopavo).låt oss säga att vi analyserar DNA för de två arterna och upptäcker att det finns 5000 mutationer som skiljer sig mellan dem. Vi vet också mutationshastigheten: arten kommer att visa 1000 nya mutationer varje miljon år, eller 0,001 mutation/år. Om vi delar upp antalet mutationer med mutationshastigheten (5000 mutationer 0,001 xnumx xnumx mutation/år), upptäcker vi att dessa två kalkonarter är cirka 5 miljoner år gamla. Ta da!

detta tillvägagångssätt kommer dock inte utan begränsningar. Du måste anta att generna muterar i samma takt. Om generna går igenom perioder där de förändras mycket snabbt och sedan inte förändras alls, är det som att ha en måttstock med slumpmässiga fästingar på den. Du kan inte använda den för att mäta avstånd (eller tid) längre.

På grund av denna begränsning (och andra) finns det faktiskt mycket vetenskap och matematik som fortsätter bakom kulisserna i många av dessa beräkningar. Men i huvudsak mäter det bara tidens gång genom att använda mutationshastigheten som en måttstock.

Hur använder forskare molekylklockan?

molekylklockan mäter i princip tiden eftersom två arter har divergerat från varandra. Självklart skulle detta vara väldigt användbar information för någon som sätter ihop ett släktträd för relaterade arter (kallas ett fylogenetiskt träd), men forskare kan använda denna information för mer än bara planera riktigt episka släktträffar.fylogenetiska träd hjälper oss att förstå världen. Vi kan se vilka arter som är relaterade och hur nära, och vi kan använda denna information för bevarandeåtgärder. Till exempel har vissa forskare föreslagit att få tillbaka ulliga mammuter (Mammuthus primigenius) med hjälp av elefanter. Indiska elefanter (Elephas maximus) är den närmaste levande arten till den ulliga mammuten, som har splittrats från varandra för cirka 7 miljoner år sedan. Genom att använda liknande, icke-hotade arter i bevarandeinsatser för saker som att höja avkommor ökar chanserna för framgång kraftigt.

tro det eller ej, molekylära klockor är också användbara i kriminalteknik och epidemiologi! Forskare har framgångsrikt använt molekylär klockmetod för att bevisa att en person smittade en annan person med en sjukdom, såsom fallet med denna spanska narkosläkare som infekterade hundratals patienter med hepatit C. Forskare använder också molekylär klockteknik för att spåra utvecklande patogener som Zika-viruset eller Mycobacterium tuberculosis.

molekylklockan-lämna inte hemmet utan den!

molekylklockan har visat sig vara ett ovärderligt verktyg i en evolutionsbiologs verktygslåda. Utan det skulle vi inte ha en fullständig bild om vår världs naturhistoria. För många organismer som inte fossiliserar bra, som maneter eller bakterier, är det den enda tekniken som forskare kan använda för att datera arten.