Bladskæremyrerne bruger antibiotika

Bladskæremyrerne tilhører gruppen Attini og slægten Atta. Man har i mange år vidst, at disse myrer ikke fortærer blade, men derimod, bruger bladene til at dyrke svampe på. Når visse af arbejder myrerne har hentet bladene, så giver de bladene videre til andre arbejdermyrer, der så gennemtygger bladene og beplanter dem med svampesporer i specielle kamre. I disse kamre vandes, passes og plejes de hurtigt voksende svampe af specielle arbejdermyrer. Alle op til 8 millioner myrer i boet lever tilsyneladende af svampe hyferne. Det er derfor meget vigtigt for myrerne, at svampene trives optimalt. Myrerne har derfor ligesom landmænd problemer med ødelæggende sygdomme hos svampene. Der er her tale om andre svampetyper. For et par år siden viste Cameron Currie og kollegaer, at myrerne brugte antibiotika til bekæmpelse af de uønskede svampetyper. Antibiotikaene fik myrerne fra specielle bakterier. Nu har Cameron Currie og Alison Stuart vist, at myrerne har flere metoder til at holde uønskede svampe væk fra deres afgrøde.

For det første, slikker myrerne blade og kamre rene for at undgå fremmede svampesporer.  Men ikke nok med det, de forsøg som C.C og A.S. har foretaget viser, at myrerne også er i stand til at se forskel på sporer af forskellige arter af svampe. Forskerne sprøjtede to typer at fremmede svampesporer ind i et dyrkningskammer (arterne Trichoderma og Escovopsis), for at observere myrernes reaktion. Når myrerne opdagede de fremmede svampesporer blev mange af arbejderne hidkaldt for at være med til at samle sporene op og bære dem væk fra boet.  Hvis sporerne havde nået at vokse, så fjernede myrerne de inficerede blade. Når der var sporer af svampen Escovopsis, så udløste det flere arbejdere til arbejdet med at fjerne sporene end når det drejede sig om svampespore af arten Trichoderma. Myrernes metode til at holde uønskede svampe borte er: rensning af kamrene og bladene, fjernelse af fremmede sporer samt brug af antibiotiske bakterier

Nature/vol.411-31 may 2001/John Whitfield/ Netbiologen/LAC





Kvægpest står foran sin udryddelse

Kvægpest står foran sin udryddelse. Kvægpesten som har hærget Afrika og Asien er ved at blive udryddet. Der eksisterer stadig mange forskellige kvægsygdomme pt. er mund og klovsygen samt kogalskaben aktuelle i Europa. Men der er lys forude ifølge Peter Roeder fra "the Global Rinderpest Eradication Programme" under FN, er man snart i stand til at udrydde de sidste lommer af kvægpest i Pakistan, Somalia samt Sudan. Om det skal lykkedes for forskerne at udrydde kvægpesten, ligesom som man gjorde med Koppe-virusen, står og falder med om man fra de vestlige lande vil bevillige penge til programmet. Udryddelsesprogrammet har brug for ca. kr. 120 mill. over de næste 4 år og så skulle det være lykkedes for kun anden gang i historien at udrydde en sygdom. Den store succes med programmet skyldes at vaccinationsprogrammet har fungeret godt samt at man på "The Pirbright laboratory of the Institute of Animal Health" er lykkedes at fremstille diagnostiske kits- til test for Kvægpest. Testen giver et resultat inden for 10 min og er derfor velegnet til kontrol.

Nature/vol.411-31 may 2001/John Whitfield/ Netbiologen/LAC









WHO tror på at polio er udryddet inden 2005

To  udbrud af Polio i Bulgarien. WHO's Eraditions program for polio har lidt et mindre tilbageslag, da man for nylig i Bulgarien (11 maj 2001) har registreret to tilfælde af Polio udbrud (vildtype). Udbruddet skal tages som en advarsel til sundhedsmundighederne i Europa, om ikke at føle sig for sig alt for sikker. For selv om man ikke har registreret Polio i de seneste 2 år i Europa og ikke har registreret Polio i Bulgarien i de seneste 10 år - så viser de to tilfælde af Polio i Bulgarien, at man stadig skal være på vagt og ikke bare lukke for bevillingerne til vaccinations og kontrol programmerne. På trods af tilbageslaget så regner WHO med, at man i løbet af de næste 5-6 år er i stand til at udryde Polio-virusen helt.

Nature/vol.411/







Kønsmæssig forskel i indlæringen af sang hos Finker

Kønsmæssig forskel i indlæringen af sang hos Finker. Unge hunsangfugle af arten Cardinalis cardinalis (Rød Kardinal - levested: Nordamerika), lærer sang meget hurtigere end deres brødre. Ayako Yamaguchi ,der er forsker ved University of Califonia, har undersøgt indlæringen af sang hos C. Cardinalis. Fuglene 15 hunner og 11 hanner, hørte på voksne fugles sang fra 4 voksne og over hele perioden fra 44 forskellige voksne fugles sang. Fuglene begyndte at efterligne sange efter 27 +- 2,8 dage hos hannerne og 22,4 +- 2,1 dag hos hunnerne. Mens hunnernes indlæringsperiode strakte sig over 48,7 +- 9,8 dage, så varede hannernes indlæringsperiode næsten 3 gange så lang tid 187,1 +- 33,4 dage. Selvom hannerne indlærte flere sangvariationer 5,2 mod hunnernes 3,7, så forklarer det ikke kønsforskellen. Når hunner og hanner blev opfostret i isolation og derfor ikke kunne lære af voksne fugles sang viste det sig, at hannerne kunne synge 5 variationer (som normalt) - mens hunnerne kun sjældent sang. Det tyder på, at det er nødvendigt for hunnerne at lære sang i indlæringsperioden, mens det har mindre eller ingen betydning for hannerne. Hunnerne indlærer sangen i den korte periode fra de er 22 dage og til de forlader forældrene, omkring 45 dages alderen, hvorimod hannerne stadig kan lære nye variationer (dialekter), selv efter de har forladt forældrene. Dette er måske en nødvendig tilpasning for hannerne, så de kan efterligne andre hanner fra nabo territorier i konkurrencen om hunnerne.

Nature/vol.411/may 2001





Det humane genomprojekt forventes færdig før tiden.

Af Jens-Erik Tingstedt

Offentliggørelsen af det næsten komplette humane genom i et særnummer af tidsskriftet Nature, markerer en milepæl i menneskets historie. Væsentlige informationer kan uddrages af vores genom. Den største  overraskelse er antallet af humane gener.

Vi kender snart rækkefølgen af alle bogstaverne i livets bog. Bogen er en manual for mennesket, men bærer også vidnesbyrd om evolutionære begivenheder i livets historie på jorden. Vores genom er på ca. 3.2 milliarder baser (3.2 Gb) fordelt på 22 forskellige kromosomer samt 2 kønskromosomer (X og Y). Det humane genom er skrevet med baserne A, T, C og G. Den specifikke rækkefølge af de 4 baser udgør DNA’et i vor arts genom. En stor del af vores genom (45%) er parasitisk DNA indsat af forskellige virus under evolutionens forløb. Det parasitiske DNA har ingen kendt biologisk mening. Vores gener derimod, udgør de biologisk meningsfyldte sætninger i vores genom og ligger spredt ud over vores kromosomer som små øer i et hav af parasitisk DNA.

Størrelsen af et genom og antallet af gener øges op gennem evolutionen. Komplekse flercellede organismer indeholder flere gener end encellede organismer. Man har hidtil antaget, at den menneskelige arvemasseindeholdt 100.000 gener. Men der er nu bred enighed om, at det menneskelige genom indeholder væsentligt færre gener. Celera, den private del af det humane genomprojekt spår det totale humane antal gener til 39.000. Den offentlige del af det humane genomprojekt forudser, at det humane genom indeholder 32.000 gener, hvoraf de 15.000 er kendte. Mere end halvdelen af det estimerede antal af humane gener bygger altså på forudsigelser. Det er kun dobbelt så mange gener som drosophila melanogaster bananflue) og caenorhabditis elegans (en orm) med henholdsvis 13601 og 19099 gener. Evolutionært fjernere organismer som gær (Saccharomyces cerevisiae) har ca. 5.800 gener, og planten gåsemad (arabidopsis thaliana) har ca. 25.500 gener. Det er en stor overraskelse, at vores genom ikke indeholder flere gener. Mennesket er en mere kompleks organisme end orme og planter. Men vores kompleksitet er tilsyneladende ikke opnået ved at bruge mange flere gener end orme og planter.

Vores genom giver os en enestående indsigt i evolutionen. Mange af vores gener har en lang evolutionær historie. Gener der udfører basale husholdningsfunktioner i vores celler som afskrivning af gener, oversættelse til protein, stofskifte, forskellige enzymatiske processer og reparation af beskadiget DNA er blevet bevaret stort set uforandret siden udviklingen af encellede organismer som gær og bakterier.

Udviklingen af flercellede organismer afspejles i de fem arters genom. Sammenligning af flercellede organismers genom med encellede organismer som gær afslører afgørende evolutionære forskelle. Flercellede organismer har behov for at de enkelte celler kan udveksle informationer med hinanden og har derfor udviklet et celle – celle kommunikations system. Mennesket har 1200 gener involveret i kommunikation mellem celler. Caenorhabditis elegans benytter sig af 1000 gener til koordinering af aktiviteterne mellem sine forskellige celler.

Drosophila melanogaster og planten gåsemads celler snakker også sammen, men anvender langt færre gener på cellekommunikation end mennesket og caenorhabditis elegans. Gær derimod, der er en encellet organisme har ikke investeret gener i et celle kommunikations system. I mange protein familier (familie af beslægtede proteiner) er antallet af gener meget større hos mennesket end i nogen af de andre fire organismer. Mennesket anvender langt flere gener på funktioner som cellens interne strukturelle organisering (cytoskelettet), forsvar og immunsystem, afskrivning af gener og oversættelse af genkode til protein end invertebrater (hvirvelløse dyr) som flue og orm.

Udvidelsen af protein familier med nye gener har været af stor betydning for hvirveldyrenes fysiologi. Nye gener opstår typisk ved kopiering af hele segmenter på 1–200 kilo baser af genomisk DNA inklusive generne fra en proteinfamilie til et eller flere andre steder i genomet. De nye gener er en kopi af de gamle gener, og vil med tiden kunne ”drifte” og antage nye beslægtede funktioner. Duplikering af gener har været en betydelig evolutionær kraft i hvirveldyrenes udvikling. Det menneskelige genom indeholder adskillelige vidnesbyrd på sådanne evolutionære hændelser. Immunoglobulin domain familien varetager vigtige funktioner i vores immunsystem. Denne protein familie er vokset i antal af gener ved genduplikering, og det har ført til udvikling af nye funktioner i hvirveldyrenes immunforsvar. Hos mennesket indeholder protein familien 765 gener sammenlignet med fluens 140 gener og ormens 64 gener. Protein familien findes ikke i gær og gåsemads genom. Immunoglobulin domain familiens forskellige proteiner har fundet bred anvendelse under udviklingen af hvirveldyrenes immunforsvar. Antistoffer, MHC antigener, antistof receptorer og mange overflade proteiner hos hvide blodlegemer er opstået ved genduplikering, og er vigtige proteiner i mønstringen af et hurtigt og effektivt modsvar til en infektion hos hvirveldyr.

Udvikling af organer (organogenese) er et andet godt eksempel på at udvidelse af protein familier ved genduplikering har ført til ny genanvendelse af gammel velprøvet arkitektur. Menneskets genom indeholder 30 medlemmer (gener) af proteinfamilien fibroblast growth factors (FGFs). Hos både bananfluen og ormen har FGFs familien kun to medlemmer. Transforming growth factors er en anden proteinfamilie der er ekspanderet hos hvirveldyrene til 42 medlemmer i forhold til ni hos ormen og seks hos bananfluen. Hos hvirveldyr er FGFs og TGFb involveret i udvikling af organer som lunger og lever. Hos hvirvelløse dyr som bananfluen er FGF proteinet, branchless involveret i udvikling af luftrør hos bananfluelarven. Hvirveldyrene har altså udvidet og genanvendt et beslægtet, men simplere system hos hvirvelløse dyr til udvikling af af organer som f.eks lunger.

Lugte receptor proteiner er en meget stor protein familie i det menneskelige genom. Familien indeholder 1000 gener og vidner om hvor vigtig lugtesansen er for hvirveldyr. Hos mennesket er 60% af generne dog ikke funktionelle gener (pseudogener). Mennesket har tilsyneladende ikke haft samme evolutionære interesse i lugtesansen som mange andre arter af hvirveldyr.

Udvidelse af protein familier ved genduplikering har utvivlsomt været en betydelig evolutionær kraft i hvirveldyrenes udvikling. Men at vores genom kun indeholder dobbelt så mange gener som fluen og ormen er en overraskelse. Antallet af vores gener er ikke nok til at forklare menneskets kompleksitet. Menneskets oprette gang, tommelfingrenes placering, talens oprindelse og abstrakt tænkning er egenskaber og evner som adskiller os fra andre dyr og som ikke er relateret på nogen simpel måde til antallet af gener i vores genom





Wolbachia - bakterien der kan ændre kønnet hos invertebrater 



Wolbachia er en obligat intracellulær levende parasitisk bakterie hos invertebrater. Wolbachia er fundet hos mange forskellige invertebrater f.eks. biller og hvepse. Hos hvepse har man fundet, at op til 20 % (måske helt op til 70 %) af individerne indenfor en art er inficeret med Wolbachia.

Wolbachia er af forskerne blevet kendt for - sin store udbredelse, - at bakterien primært overføres via moderdyret (maternal overført), - og at Wolbachia er årsag til en del anormaliteter hos insekter og andre invertebrater:

• Maternal overførelse:
  
  Wolbachia der lever inde i værtsdyrets celler, især reproduktionsystemet, kan kun sprede sig fra generation til generation, ved at indvadere hunnens ægceller. Undersøgelser har vist at Wolbachia er istand til at fjerne hanner fra populationen gennem cytoplamisk inkompabilitet og partenogenese.

• Cytoplamisk inkompabilitet, forårsaget af maternale ikke genetiske faktorer:
  
  Forsøg har vist, at hos moskito myg, kan inficerede hanner kun befrugte hunner, der er inficeret med samme stamme af Wolbachia - forskerne mener, at Wolbachia er istand til, at ændre på sædcellens membramproteiner. Da Wolbachie bakterier ikke inficerer sædceller, kun ægceller. Så må Wolbachia være istand til at ændre sædcellerne, så  han moskito myg inficeret med Wolbachia af en stamme kun kan befrugte hun moskitos  inficeret af samme stamme.Denne form for cytoplamisk inkompabilitet er også med til at hindre, at ikke inficerede moskito myg kan reproducere sig - hvilket igen er med til at øge antallet af inficerede individer i populationen.

• Ændring af kønsratio hos arter
  
  Hos bænkebidere har man set at Wolbachia er istand til at ændre hanner om til hunner, ved at pacifisere en kirtel der producerer et hormon der normalt er med til at gøre bænkebidderne til hanner. På denne måde er Wolbachia med til at ændre kønsratioen, sådan at mellem 60 og 70 % af individerne er hunner. I andre tilfælde f.eks. hos Mariehøns, Melbiller samt Frugtfluer dræber Wolbachia ganske enkelt hannerne i de tidlige stadier.

• Partenogenese
  
  Forskerne har iøvrigt opdaget at der hos nogle hvepse arter f.eks.  Trichogramma, ikke er nogen kønnet befrugtning - Richard Stouthamer fra University of Califonia fandt bevis for, at det er Wolbachia der står bag den ikke kønnet reproduktion, da han ved hjælp af et antibiotika der dræber Wolbachia var istand til at ophæve den ukønnede reproduktion. 

1. Er Wolbachia i stand til, gennem sin adfærd at udrydde arter, og derfor en vigtig evolutionær faktor ?
2. Er der andre lignende bakterier der på samme måde er istand til at styre evolutionen ?
3. Er Wolbachis med til at danne nye arter gennem  cytoplamistiske inkompabilitet, sådan at de enkelte stammer af Wolbachia over lang tid er med til at skabe hver sin art ?
4. Kan Wolbachia hjælpe os med bekæmpelse af skadelige invertebrater ?
5. Kan Wolbachia hjælpe os med at forstå principperne bag kønsdannelse ?

12/7-01 Nature/LAC