Читаем The Epigenetics Revolution полностью

During reprogramming in the early zygote, the methylation is removed from most of our DNA. But IAP retrotransposons are an exception to this. The reprogramming machinery has evolved to skip these rogue elements and leave the DNA methylation marks on them. This keeps the retrotransposons in an epigenetically repressed state. This has probably evolved as a mechanism to reduce the risk that potentially dangerous IAP retrotransposons will get accidentally re-activated.

This is relevant because the two best-studied examples of transgenerational inheritance of non-genetic features are the agouti mouse and the AxinFu mouse, which we met in the previous chapter. The phenotypes in both these models are a consequence of the methylation levels of an IAP retrotransposon upstream of a gene. The DNA methylation levels in the parent get passed on to the offspring, and so does the phenotype caused by the expression levels of the retrotransposon[61].

We met other examples of transgenerational inheritance of acquired characteristics in Chapter 6, including the effects of nutrition on subsequent generations, and the transgenerational effects of environmental pollutants such as vinclozolin. Researchers are exploring the hypothesis that these environmental stimuli create epigenetic changes in the chromatin of the gametes. These alterations are probably in regions that are protected from reprogramming during early development after the egg and sperm fuse.

Like John Gurdon, Azim Surani has continued to work highly productively in a field that he pioneered. His work has been focused on how and why eggs and sperm barcode their DNA so that a molecular memory is passed on to the next generation. A large amount of Azim Surani’s initial pioneering work was dependent on manipulating mammalian nuclei by using tiny pipettes to transfer them between cells. Technically, this is a refined version of the methods that John Gurdon used so successfully fifteen years earlier. It’s oddly pleasing to consider that Professor Surani is now based at the research institute in Cambridge that is named after Professor Gurdon, and that they frequently bump into each other in the corridors and the coffee room.

Chapter 8. The Battle of the Sexes

Nobody will ever win the Battle of the Sexes. There’s just too much fraternising with the enemy.

Henry Kissinger

The laboratory stick insect Carausius morosus is a very popular pet. As long as it has a few privet leaves to munch on it will be perfectly content, and after a few months it will begin to lay eggs. In due course, these will hatch into perfect little baby stick insects, looking just like miniature versions of the adults. If one of these baby stick insects is removed as soon as it is born, and kept in a tank on its own, then it too will lay eggs which will hatch into little stick insects in their turn. This is despite the fact that it has never mated.

Stick insects frequently reproduce this way. They are using a mechanism known as parthenogenesis, from the Greek for ‘virgin birth’. Females lay fertile eggs without ever mating with a male, and perfectly healthy little stick insects emerge from these eggs. These insects have evolved with special mechanisms to ensure that the offspring have the correct number of chromosomes. But these chromosomes all came from the mother.

This is very different from mice and humans, as we saw in the last chapter. For us and our rodent relatives, the only way to generate live young is by having DNA from both a mother and a father. It’s tempting to speculate that stick insects are highly unusual but they’re not. We mammals are the exceptions. Insects, fish, amphibians, reptiles and even birds all have a few species that can reproduce parthenogenetically. It’s we mammals who can’t. It’s our class in the animal kingdom which is the odd one out, so it makes sense to ask why this is the case. We can begin by looking at the features which are found only in mammals. Well, we have hair, and we have three bones in our middle ear. Neither of these characteristics is found in the other classes, but it seems unlikely these are the key features that have led us to abandon virgin birth. For this issue there is a much more important characteristic.

The most primitive examples of mammals are the small number of creatures like the duck-billed platypus and the echidna, which lay eggs. After them, in terms of reproductive complexity, are the marsupials such as the kangaroo and the Tasmanian devil, which give birth to very under-developed young. The young of these species go through most of their developmental stages outside the mother’s body, in her pouch. The pouch is a glorified pocket on the outside of the body.

Перейти на страницу:

Похожие книги

Происхождение мозга
Происхождение мозга

Описаны принципы строения и физиологии мозга животных. На основе морфофункционального анализа реконструированы основные этапы эволюции нервной системы. Сформулированы причины, механизмы и условия появления нервных клеток, простых нервных сетей и нервных систем беспозвоночных. Представлена эволюционная теория переходных сред как основа для разработки нейробиологических моделей происхождения хордовых, первичноводных позвоночных, амфибий, рептилий, птиц и млекопитающих. Изложены причины возникновения нервных систем различных архетипов и их роль в определении стратегий поведения животных. Приведены примеры использования нейробиологических законов для реконструкции путей эволюции позвоночных и беспозвоночных животных, а также основные принципы адаптивной эволюции нервной системы и поведения.Монография предназначена для зоологов, психологов, студентов биологических специальностей и всех, кто интересуется проблемами эволюции нервной системы и поведения животных.

Сергей Вячеславович Савельев , Сергей Савельев

Биология, биофизика, биохимия / Зоология / Биология / Образование и наука
Энергия, секс, самоубийство. Митохондрии и смысл жизни
Энергия, секс, самоубийство. Митохондрии и смысл жизни

Испокон веков люди обращали взоры к звездам и размышляли, почему мы здесь и одни ли мы во Вселенной. Нам свойственно задумываться о том, почему существуют растения и животные, откуда мы пришли, кто были наши предки и что ждет нас впереди. Пусть ответ на главный вопрос жизни, Вселенной и вообще всего не 42, как утверждал когда-то Дуглас Адамс, но он не менее краток и загадочен — митохондрии.Они показывают нам, как возникла жизнь на нашей планете. Они объясняют, почему бактерии так долго царили на ней и почему эволюция, скорее всего, не поднялась выше уровня бактериальной слизи нигде во Вселенной. Они позволяют понять, как возникли первые сложные клетки и как земная жизнь взошла по лестнице восходящей сложности к вершинам славы. Они показывают нам, почему возникли теплокровные существа, стряхнувшие оковы окружающей среды; почему существуют мужчины и женщины, почему мы влюбляемся и заводим детей. Они говорят нам, почему наши дни в этом мире сочтены, почему мы стареем и умираем. Они могут подсказать нам лучший способ провести закатные годы жизни, избежав старости как обузы и проклятия. Может быть, митохондрии и не объясняют смысл жизни, но, по крайней мере, показывают, что она собой представляет. А разве можно понять смысл жизни, не зная, как она устроена?16+

Ник Лэйн

Биология, биофизика, биохимия / Биология / Образование и наука
Взаимопомощь как фактор эволюции
Взаимопомощь как фактор эволюции

Труд известного теоретика и организатора анархизма Петра Алексеевича Кропоткина. После 1917 года печатался лишь фрагментарно в нескольких сборниках, в частности, в книге "Анархия".В области биологии идеи Кропоткина о взаимопомощи как факторе эволюции, об отсутствии внутривидовой борьбы представляли собой развитие одного из важных направлений дарвинизма. Свое учение о взаимной помощи и поддержке, об отсутствии внутривидовой борьбы Кропоткин перенес и на общественную жизнь. Наряду с этим он признавал, что как биологическая, так и социальная жизнь проникнута началом борьбы. Но социальная борьба плодотворна и прогрессивна только тогда, когда она помогает возникновению новых форм, основанных на принципах справедливости и солидарности. Сформулированный ученым закон взаимной помощи лег в основу его этического учения, которое он развил в своем незавершенном труде "Этика".

Петр Алексеевич Кропоткин

Культурология / Биология, биофизика, биохимия / Политика / Биология / Образование и наука
Основы психофизиологии
Основы психофизиологии

В учебнике «Основы психофизиологии» раскрыты все темы, составляющие в соответствии с Государственным образовательным стандартом высшего профессионального образования содержание курса по психофизиологии, и дополнительно те вопросы, которые представляют собой «точки роста» и привлекают значительное внимание исследователей. В учебнике описаны основные методологические подходы и методы, разработанные как в отечественной, так и в зарубежной психофизиологии, последние достижения этой науки.Настоящий учебник, который отражает современное состояние психофизиологии во всей её полноте, предназначен студентам, аспирантам, научным сотрудникам, а также всем тем, кто интересуется методологией науки, психологией, психофизиологией, нейронауками, методами и результатами объективного изучения психики.

Игорь Сергеевич Дикий , Людмила Александровна Дикая , Юрий Александров , Юрий Иосифович Александров

Детская образовательная литература / Биология, биофизика, биохимия / Биология / Книги Для Детей / Образование и наука