Bilgi

13.11: Neden Önemli - Hayvan Çeşitliliği - Biyoloji

13.11: Neden Önemli - Hayvan Çeşitliliği - Biyoloji



We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

Hayvan çeşitliliğinin önemini neden tartışalım?

Hayvanların evrimi, 600 milyon yıl önce okyanusta, muhtemelen bugün hiçbir canlı organizmaya benzemeyen küçük yaratıklarla başladı. Mevcut türlerin sayısının 3 ila 30 milyon arasında olduğu tahmin edilmektedir.

Ama hayvan nedir? Köpekleri, kuşları, balıkları, örümcekleri ve solucanları hayvan olarak kolayca tanımlayabilmemize rağmen, mercanlar ve süngerler gibi diğer organizmaları sınıflandırmak o kadar kolay değildir. Hayvanlar, deniz süngerlerinden cırcır böceklerine ve şempanzelere kadar karmaşıklık bakımından çeşitlilik gösterir ve bilim adamları, onları birleşik bir sistem içinde sınıflandırmak gibi zor bir görevle karşı karşıyadır. İlgili hayvan gruplarını ayırt etmek için kullanılabilecek özelliklerin yanı sıra tüm hayvanlarda ortak olan özellikleri tanımlamalıdırlar. Hayvan sınıflandırma sistemi, hayvanları anatomilerine, morfolojilerine, evrimsel tarihlerine, embriyolojik gelişim özelliklerine ve genetik yapılarına göre karakterize eder. Bu sınıflandırma şeması, türler hakkında yeni bilgiler ortaya çıktıkça sürekli olarak gelişmektedir. Çok çeşitli canlı türlerini anlamak ve sınıflandırmak, dünyadaki yaşam çeşitliliğini nasıl koruyacağımızı daha iyi anlamamıza yardımcı olur.

Öğrenme Çıktıları

  • Hayvanlar aleminin evrimsel tarihini tartışın
  • Grafik hayvan soyoluş
  • Hayvanlarda meydana gelen çeşitli vücut planlarını tanımlayın
  • Hayvanlarda bulunan doku yapılarını tartışın
  • Hayvan üremesinin yöntemlerini ve özelliklerini tartışın
  • Hayvanlarda homeostazın önemini tartışın

13.11: Neden Önemli - Hayvan Çeşitliliği - Biyoloji

MDPI tarafından yayınlanan tüm makaleler, bir açık erişim lisansı altında dünya çapında anında kullanıma sunulmaktadır. Şekil ve tablolar dahil olmak üzere MDPI tarafından yayınlanan makalenin tamamının veya bir kısmının yeniden kullanılması için özel bir izin gerekmemektedir. Açık erişim Creative Common CC BY lisansı altında yayınlanan makaleler için, orijinal makaleden açıkça alıntı yapılması şartıyla makalenin herhangi bir kısmı izinsiz olarak yeniden kullanılabilir.

Özellik Belgeleri, alanda yüksek etki için önemli potansiyele sahip en gelişmiş araştırmaları temsil eder. Özellik Bildirileri, bilimsel editörlerin bireysel daveti veya tavsiyesi üzerine sunulur ve yayınlanmadan önce hakem incelemesinden geçer.

Özellik Belgesi, orijinal bir araştırma makalesi, genellikle birkaç teknik veya yaklaşımı içeren önemli bir yeni araştırma çalışması veya bilimsel alandaki en heyecan verici gelişmeleri sistematik olarak gözden geçiren, alandaki en son ilerleme hakkında kısa ve kesin güncellemeler içeren kapsamlı bir inceleme makalesi olabilir. Edebiyat. Bu tür kağıt, gelecekteki araştırma yönleri veya olası uygulamalar hakkında bir görünüm sağlar.

Editörün Seçimi makaleleri, dünyanın her yerinden MDPI dergilerinin bilimsel editörlerinin tavsiyelerine dayanmaktadır. Editörler, yazarlar için özellikle ilginç olacağına veya bu alanda önemli olacağına inandıkları dergide yakın zamanda yayınlanan az sayıda makaleyi seçerler. Amaç, derginin çeşitli araştırma alanlarında yayınlanan en heyecan verici çalışmalardan bazılarının anlık görüntüsünü sağlamaktır.


Doçent

Dr. Kukekova, sosyal davranışların genetiği üzerinde çalışıyor. İlişki, saldırganlık, kaygı ve korkunun genetik düzenlemesini, insan nörolojik bozukluklarıyla tutarlı bir şekilde ilişkili sosyal davranışları anlamak için önemli bir potansiyele sahip geleneksel olmayan hayvan modelleriyle çalışır. Bu davranışların düzenlenmesinde yer alan genlerin ve gen ağlarının tanımlanması, davranışsal özellikler için seçime odaklanan hayvan yetiştirme programlarının da ilgilendiği bir konudur.


Gruplar arası varyasyon davranışı anlamak için neden önemlidir?

Gruplararası varyasyon (IGV), aynı türün farklı grupları arasındaki varyasyonu ifade eder. Davranışsal alanda varlığı beklenen ve kanıtlanan olsa da, özellikle yaşayan en yakın akrabalarımız olan büyük maymunlarda, insan sosyo-bilişinin evrimsel kökenlerine ışık tutmayı amaçlayan çalışmalarda IGV'nin potansiyel etkileri nadiren dikkate alınmaktadır. Burada, şempanzeleri bir referans noktası olarak alarak, (i) IGV'nin çeşitli araştırma konularındaki (şempanzeler üzerinde deneysel/davranışsal çalışmalar) tutarsız araştırma bulgularını makul bir şekilde açıklayabileceğini, (ii) davranışın evrimsel kökenlerini anlamak için doğru bir yaklaşım gerektirdiğini savunuyoruz. türlerin farklı sosyo-ekolojik bağlamlarda davranış biçimlerinin değerlendirilmesi, bu da tür içi gruplar arasında güvenilir bir varyasyon tahminini gerektirir ve (iii) insan olmayan hayvanın aşamalı olarak tanımlanması nedeniyle davranışsal alanda IGV'nin giderek daha fazla beklenmesi beklenir. kültürler. Bu noktalarla ve şempanzelerden genel yönergelere çıkarım yaparak, araştırmacıları, grup yaşayan hayvanlarda davranışın sosyo-bilişsel ve evrimsel belirleyicilerini anlamaya çalışan gelecekteki çalışmalarda açıklayıcı bir değişken olarak IGV'yi açıkça düşünmeye teşvik etmeyi amaçlıyoruz.

1. Giriş

Primatlar sıralamasında insanlar, subarktik iklimlerdeki küçük ölçekli toplumlardan çöl ortamlarında milyonlarca nüfusa sahip şehirlere kadar en geniş habitat yelpazesini işgal eden türlerdir. Buna uygun olarak, insanlar -hem fiziksel hem de sosyal çevrelerinin özelliklerinden kaynaklanan- çok çeşitli davranışsal eğilimler gösterirler ve bu, 'esnekliği' insan türünün temel bir özelliği olarak görür [1]. Başka bir deyişle, birey ve grup düzeylerinde davranış farklılıklarının varlığını göz ardı etmek, kaçınılmaz olarak insan doğasına ilişkin yoksul bir görüşe yol açacaktır.

İnsan bilişi ve davranışındaki evrenselleri ve çeşitliliği anlamak için kültürler arası çeşitliliği göz önünde bulundurmanın önemi son yıllarda artan bir ilgi kazanmıştır (örneğin [2-4]). Örneğin, toplum yanlısı [5] ve konformist [6] eğilimlerin yanı sıra “adil” bir kaynak dağılımını [7] neyin oluşturduğuna ilişkin normlar, toplumlar arasında önemli ölçüde farklılık gösterir. Davranışsal eğilimlerin toplumlar arası çeşitlenmesinin altında yatan çeşitli mekanizmalar tanımlanmıştır, örn. genetik, çevresel olanaklar, kültür [1,8,9] ve hatta gen-kültür birlikte evrimi [10]. Gruplar arası varyasyon (bundan böyle: 'IGV'), özellikle sosyal davranışla ilgili olarak, insan türündeki davranış çeşitliliğinin bütünleşik bir açıklaması haline geliyor. NS Ulusal Bilimler Akademisi Bildiriler Kitabı (PNAS) kısa bir süre önce 'psikolojik ve davranışsal çeşitlilik araştırmalarında acil sorular' üzerine özel bir sayı yayınladı ve giriş makalelerinde şunları vurguladı: insan psikolojisi, neyin temel, temel veya evrensel olduğunu ve neyin incelendiği kültürel ve sosyal bağlama daha çok özel olduğunu belirleme konusunda bir zorlukla karşılaşacaktır' [11, s. 11367].

Burada, bu konumu insan olmayan hayvanlara (bundan böyle "hayvanlar") genişletmenin makul olduğunu iddia etmek istiyoruz. Zaten aynı PNAS şempanze gruplarının benzer sosyo-ekolojik koşullara sahip olmalarına rağmen sosyal dinamikleri açısından birbirlerinden farklılık gösterdiğini vurgulayan bir çalışma var [12]. Daha genel olarak, hayvanların sosyal davranışlarında grup farklılıklarının varlığını düşündüren artan kanıtların ışığında (örneğin [13-16]), benzer bir uyarıya inanıyoruz - yani. Aynı türden bireylerin tek tip bir psikolojiyi paylaştığı varsayımına karşı - hayvan davranışlarının incelenmesi için haklı. Şempanzeleri alarak (Pan troglodytes) açıklayıcı bir örnek olarak, (i) hayvanlarda IGV'nin ciddiye alınmak için yeterince belgelendiğini, (ii) varlığının çeşitli bilimsel tartışmaları makul bir şekilde çözebileceğini ve (iii) IGV'nin büyüklüğünü tahmin etmeden, erken olduğumuzu savunuyoruz. türlere özgü sonuçlar çıkarmak. Son olarak, hayvan çalışmalarında IGV'nin etkilerini yapıcı bir şekilde birleştirmek için pragmatik bir protokolün ana hatlarını veriyoruz.

2. Gruplar arası varyasyon nedir ve nasıl ortaya çıkar?

Aynı türden hayvanlar birçok ortak özelliğe sahipken, her birey hem genotipi (klonlar hariç) hem de fenotipi açısından farklı özelliklerle işaretlenir. Aynı tür içindeki bireyler arasındaki bu varyasyona tür içi varyasyon [17] denir ve hem nihai (genetik varyasyon, gelişimsel plastisite [8]) hem de yakın (ekoloji, öğrenme) süreçlerin (örn. [18,19]) sonucu olabilir. ). Bununla birlikte, bir tür içindeki varyasyon sadece bireyler düzeyinde değil, aynı zamanda popülasyonlar ve gruplar düzeyinde de mümkündür. IGV, aynı türün farklı toplulukları arasındaki varyasyonu ifade eder (örn. [14,20,21]. Bu nedenle, IGV izole edilmiş bir bireyde gözlemlenebilir değildir, ancak bir grup içinde bir miktar kararlılık gösteren özellikleri içeren grup düzeyinde bir fenomendir ancak diğer gruplar arasında değişebilir.Grup düzeyindeki doğası göz önüne alındığında, tipik olarak, IGV homojenleştirici bir güç tarafından teşvik edilir, örneğin, farklı bir dizi ekolojik olanaklar (örneğin, gıda kaynaklarının mevcudiyeti/erişilebilirliği) ve/veya grup büyüklüğü ve öğrenme yanlılıkları, en belirgin şekilde grup içi uygunluk [22–24] Bu nedenle, aynı türün hayvan grupları arasındaki çeşitlilik, ekolojik ve/veya demografik koşullardaki farklılıklar [25] ve aynı zamanda sosyo-bilişsel mekanizmalar yoluyla da ortaya çıkabilir [12, 24].

Burada, öncelikle sosyal davranıştaki grup düzeyindeki varyasyona odaklanacağız ve varlığının, büyük maymun davranışı ve biliş (örneğin işbirliği [26–29], toplum yanlısı davranış [30-36] (van) üzerine deneysel çalışmalar arasındaki tartışmaları nasıl açıklayabileceğini açıklayacağız. Leeuwen EJC, DeTroy SE, Kaufhold SP, Dubois C, Schütte S, Call J, Haun DBM 2016, yayınlanmamış el yazması) ve eşitsizlikten kaçınma [37-42]. parçamızın odak noktası kültürel IGV, yani gruplar içindeki sosyal öğrenme sayesinde gruplar arasındaki davranışsal çeşitlilik.

3. Kültürel gruplar arası çeşitlilik

Kültürel IGV, sosyal öğrenme mekanizması aracılığıyla ekolojik faktörlere bir yanıt olarak yakın bir şekilde gelişir ve hem nesiller arasında hem de nesiller içinde ortaya çıkabilir [43]. Ekolojik faktörler, kabaca, bir organizmanın üreme başarısını etkileyen çevrenin tüm yönleri olarak tanımlanabilir. Ekolojik faktörler aynı türün grupları arasında farklılık gösteriyorsa, gruba özgü farklı davranışlar (yani kültürel IGV) ortaya çıkabilir. Örneğin, uygun taş aletlerin yokluğu, şempanze gruplarını tahta çekiçlerle fındık kırma geleneği yaratmaya ve sürdürmeye sevk edebilirken, bölgelerinde çok sayıda taş alet bulunan diğer gruplar ahşap teknolojileri yerine taşa başvurabilirler. (bkz. [16]). Türdeşler, hem gruplar içinde hem de gruplar arasında bireyler arasındaki karmaşık (çok yönlü) etkileşim modellerini içeren sosyal türlerde özellikle etkili bir ekolojik faktör oluşturur. Türdeşlerin örtüşen ihtiyaçları arasındaki sürekli gerilim nedeniyle, tüm bireylerin grup yaşamından elde edebileceği faydalarla bağlantılı olarak (örneğin [46,47]), davranışsal fenotipler, özellikle sürü halinde yaşayan türlerde, fırsatçı olarak geçicidir ve bu nedenle eğilimli bireysel ve grup düzeyinde varyasyonu teşvik etmek. Özellikle, sosyal olarak öğrenme kapasitesi - yani. Bir türdeşin veya ürünlerinin [48] gözlemlenmesinden veya etkileşiminden etkilenen öğrenme, yalnızca insanlar için değil, aynı zamanda dünyadaki birçok hayvan türü için davranışsal eğilimlerde hem tür içi varyasyonun hem de IGV'nin bir kaynağı olarak tanımlanmıştır. örneğin kuşlarda [49], deniz memelilerinde [50], toynaklılarda [51], böceklerde [52] ve primatlarda [53] çok çeşitli taksonlar bulunur. Tipik olarak, sosyal öğrenme söz konusu olduğunda, IGV, grup içi kopyalama (örn. ve uygunluk gibi rastgele sapma (örn. [55]). Davranıştaki kültürel IGV kendini hem niteliksel olarak yeni davranışlar açısından hem de niceliksel olarak ortak davranışların sıklığı açısından ifade edebilir. Hayvan kültürü çalışmaları başlangıçta yeni davranışlara (örneğin alet kullanımı) odaklanmıştır, çünkü benzer ekolojilere sahip gruplar arasında davranışların varlığı veya yokluğu kültürel davranışın belirgin bir göstergesi olabilir (örneğin [53]). Bununla birlikte, gruplar kültüre bağlı olarak (ör. [12,56-58]) yaygın olarak gerçekleştirilen davranışların (ör. tımar etme, saldırganlık) sıklığı açısından da farklılık gösterebilir. Nicel kültürü gözlemlemek, gruplar içinde ve gruplar arasında davranış örneklemesi açısından daha kapsamlı veri toplamayı gerektirir. Yine de, bize göre, nicel kültürün yerel uyarlanabilir manzaralar üzerinde sahip olabileceği güçlü etki nedeniyle, bu tür genişletilmiş yatırımlar değerlidir. Kültürel olarak sürdürülen etkileşim kalıpları, bireylerin seçici ortamının bir parçası haline gelebilir [56,59], bu da hayvanlarda gen-kültür birlikte evrimi olasılığını açar [43,50]. Örneğin, farklı katil balina ekotipleri, ilgili grupların birden fazla nesil boyunca sergilediği spesifik kültürel gıda tercihlerine bağlı olarak, memelilerin veya balıkların proteinlerini sindirmek için farklı genetik adaptasyonlar geliştirmiştir [43,60]. İnsan olmayan bir türde gen-kültür birlikte evriminin bu örneği, belirli insan popülasyonlarında laktaz kalıcılığının evrimini anımsatır [10] ve hayvanlarda yalnızca izole edilmiş kültürel gelenekleri (örneğin şempanzelerde fındık kırma) çalışmanın önemini vurgular. daha ziyade uzun vadeli sosyal etkileşim kalıpları ile ilgili olarak yerel gelenekler ve bunların potansiyel genetik imzaları [43,45,59].

4. Şempanzelerdeki gruplar arası varyasyon: bir özet

Şempanzeler, çeşitli mekanizmaların tanımlandığı çok çeşitli IGV gösterir. Örneğin, Batılı dişi şempanzeler (Pan troglodytes karşı) Doğululardan daha sokulgan oldukları bildirilmiştir (Pan troglodytes schweinfurthiiEkolojik faktörlerin (örneğin, farklı yoğunluklar/gıda bolluğu olasılıkları) benzer şekilde veya hatta aynı anda yerel sosyallik üzerinde etkiler gösterebilmesine rağmen, genetik yatkınlıkların işleyişini düşündüren benzerleri [61] [62]. Ekoloji, genel olarak (özellikle dişi) primatlar arasındaki sosyal ilişkileri açıklamada önemli bir rol oynamıştır [63,64]. İlgili teorik çerçeve 'sosyo-ekolojik model' [63] olarak adlandırıldı ve ekolojik faktörleri (örneğin yırtıcılık riski ve yiyecek bolluğu) bebek öldürme riski ve habitat doygunluğu gibi ek belirleyicilerle bütünleştirerek sosyal grup yapılarını açıkladığı iddia edildi (bkz. 63-68]). Daha yakın zamanlarda, sosyal öğrenme, şempanzelerde IGV'nin (yani kültürel IGV) önemli bir itici gücü olarak tanımlandı, bu da yalnızca mızrak avcılığı [69], fındık kırma [16] ve el toka tımarlama [70] gibi gruba özgü davranış değişkenlerine neden olmadı. , ancak grup içi sosyallik dokusunda, örneğin grup üyelerinin mekansal yakınlığı (değerli kaynakların mevcudiyetinde [71]) ve tımar kalıpları [12] (diğer benzer bulgular için) açısından muhtemelen önemli farklılıklar. türler, bkz: zeytin babunları (Papio anubis) [56], vervet maymunları (Chlorocebus pygerythrus) [14,58], ispermeçet balinaları (fizeter makrosefali) [72]). İnsan olmayan primat davranışlarını şekillendirmede sosyal öğrenmenin algılanan önemi, bazı bilim adamlarının diğerlerinden öğrenme kapasitesini primat davranışını anlamayı amaçlayan “boş modele” entegre etmeyi önerdiği ölçüde artmıştır [73].

5. Bilimsel tutarsızlıkları uzlaştırmak

IGV, vahşi şempanze popülasyonlarıyla (örneğin [62,74,75]) çalışan bilim adamları tarafından kabul edilmiş ve çalışılmış olsa da, esir şempanzelerle yapılan deneysel çalışmalar, çalışma tasarımlarında ve tartışmalarında nadiren IGV olasılığını içerir. Deneysel çalışmaların tipik olarak sadece bir şempanze grubunu içerdiği göz önüne alındığında, IGV'nin etkisi hakkında spekülasyonlardan kaçınma eğilimi, her bir deney için anlaşılabilir. Bununla birlikte, birçok çalışmada IGV'nin sistematik olarak ihmal edilmesi, tipik şempanze sosyal davranışını neyin oluşturduğuna dair çarpık bir görüşe yol açabilir. Örneğin, şempanzelerin eşitsizliğe karşı olup olmadığı konusunda uzun süredir devam eden ve çözülmemiş bir tartışma vardır (karş. [37-42]). Çalışmalar arasında uygulanan metodolojilerdeki kaçınılmaz farklılıklara rağmen (tamamen aynı prosedürle çelişkili bulguların bildirilmesi için [38] ve [42]'ye bakınız), şempanze gruplarının eşitsizlikten kaçınma ifadelerinde farklılık gösterebileceği düşünülebilir. Gruba özgü dinamiklerin eşitsizlikten kaçınma üzerindeki olası etkisine dair bir ipucu, iki alt grubun eşitsiz koşullara farklı tepki verdiğinin bulunduğu orijinal çalışmada zaten örtüktü [38]. Şempanzelerin işbirlikçi stratejileri kullanma koşulları ve kapsamı da tartışıldı ve çalışmalar karışık sonuçlar verdi [26-29]. Sosyal dinamiklerle ilgili olarak IGV'nin derecesinin dikkate alınması, sosyal tolerans [76] veya hiyerarşilerin dikliği [77,78] gibi belirli grup özelliklerine bağlı olarak işbirliği eğiliminin nasıl değiştiğini açıklamaya yardımcı olabilir. Benzer şekilde, şempanzelerin "toplum yanlısı davranışlarına" - türdeşlerin ihtiyaçlarını hafifleten veya onların refahını iyileştiren tüm eylemler [79] - ile ilgili tutarsız sonuçlar, tek grup çalışmalarının bir eseri olabilir ve bu nedenle nihayetinde, en azından kısmen IGV'ye atfedilebilir. (örn. [30–32]). Kısacası, şempanzelerin toplum yanlısı davranışları üzerine yapılan deneysel çalışmalardan elde edilen sonuçlar, "ilgisiz grup üyelerinin refahına kayıtsız kalmaktan" [33] "talep olmaksızın kendiliğinden meydana gelen toplum yanlısı seçimlere" ([34]'te açıklanmaktadır) kadar değişmektedir. Görev tasarımlarının şempanzelerin toplum yanlısı davranışlarını [35] etkileyebileceği, ancak 'bireysel farklılıklar' yaklaşımının mantığına benzer olduğu (örneğin [36]) ve şimdiye kadar şempanzelerde kanıtlanan IGV'nin ışığında gösterilmiştir. şempanze olduğunu varsayıyoruz gruplar toplum yanlısı davranış ifadelerinde de birbirlerinden farklı olabilir (bkz. van Leeuwen EJC, DeTroy SE, Kaufhold SP, Dubois C, Schütte S, Call J, Haun DBM 2016, yayınlanmamış yazı). Çoklu grup yaklaşımını benimsemeye ek olarak, bu varsayımı test etmenin bir yolu, göç eden bireylere odaklanmak ve davranış değişikliklerini buna göre değerlendirmek olabilir (örn. [55,80]). Genel olarak, iki önemli hususa dikkat çekiyoruz: (i) IGV, aşağıdaki ifadeler için daha olası olabilir: eğilim (örneğin toplum yanlısı olma) için olduğundan daha kapasite (ör. zihin kuramı) 1 ve (ii) türlere özgü davranışlarla ilgili tek gruplu çalışmalardan elde edilen çıkarımların dikkatle değerlendirilmesi gerekir (ayrıca bkz. [25]). İkinci husus, özellikle önemli IGV'nin öngörülebileceği türlerle ilgilidir. §6'da bu konuyu daha ayrıntılı olarak ele alıyoruz.

6. Buradan nasıl gidilir?

IGV'yi ihmal etmenin tehlikeleri, özellikle aynı gruptan küçük bir örneklem boyutu kullanan davranış deneylerinde, erken ve muhtemelen önyargılı "türlere özgü" genellemelere yol açan yetersiz bilimsel incelemeyi kapsar. Buna karşılık, bu tür yanlış hesaplar, araştırma bulgularında yapay tutarsızlıklara neden olabilir ve hatalı filogenetik yaklaşımlar üretebilir. Kültürel IGV'yi hesaba katma ihtiyacının altını çizmenin ötesinde, çok gruplu bir yaklaşım hali hazırda mümkün olmadığında, bilimsel iyileştirmeye yönelik aşağıdaki artımlı protokolü öneriyoruz: (i) literatür taraması yoluyla incelenen türlerde IGV potansiyelinin değerlendirilmesi , (ii) tek gruplu çalışmaların sonuçlarının tüm tür yerine belirli bir grubun temsilcisi olarak yorumlanması, (iii) metodolojik olarak basit bir tahlilin çalışma türü içindeki çoklu gruplar arasında uygulanması ve (iv) en az birinin dahil edilmesi Test grubunun bulgularını doğrulamak için 'çoğaltma' grubu.


Astrobiyoloji: Evrendeki Yaşamı Anlamak, 2. Baskı

gözden geçirilmiş ve güncellenmiş ikinci baskısı Astrobiyoloji canlıların yapısını, evrendeki yaşam için gerekli elementlerin oluşumunu, Dünya'nın biyolojik ve jeolojik tarihini ve diğer gezegenlerin yaşanabilirliğini araştıran bir giriş metni sunuyor. Konuyla ilgili tanınmış bir uzman tarafından yazılan kitap, kimya, biyoloji, yer bilimleri, fizik ve astronomi dahil olmak üzere çeşitli geleneksel alanları kapsayan astrobiyolojideki başlıca kavramsal temellerin çoğunu inceliyor.

Kitap, aşağıdakiler gibi birçok derin soruyu araştırıyor: Dünya'da yaşam nasıl ortaya çıktı? Üç milyar yıldan fazla bir süredir Dünya'da yaşam nasıl devam etti? Evrende başka bir yerde yaşam var mı? Dünyadaki yaşamın geleceği nedir? Astrobiyoloji Cevapları almak için Dünya'nın ötesine bakarak Dünya'daki yaşamın geçmişini ve geleceğini araştırmaya odaklanmıştır. Astrobiyoloji, kendi gezegenimizdeki yaşamı ve potansiyel olarak ötesindeki yaşamı anlamak için gereken çeşitli bilimsel alanları birbirine bağlar. Bu yeni ikinci baskı:

  • Astrobiyolojinin doğası ve neden yararlı olduğu hakkında bilgi verir.
  • Hayatı anlama girişimlerinin tarihini araştıran &ldquoHayat Nedir?&rdquo adlı yeni bir bölüm içerir.
  • Mars'ın astrobiyolojisi, buzlu aylar, yaşamın yapısı ve gezegenlerin yaşanabilirliği hakkında %20 daha fazla materyal içerir.
  • Astrobiyolojideki temel sorular hakkında tartışmayı ve düşünceyi teşvik edecek yeni &lsquoTartışma Kutuları&rsquo
  • Öğrenmeye yardımcı olmak için her bölüm için yeni gözden geçirme ve yansıtma soruları
  • Astrobiyologların kariyerlerini ve konuya nasıl girdiklerini anlatan yeni kutular
  • Alandaki en son gelişmeleri yansıtmak için gözden geçirilmiş ve güncellenmiş bilgiler sunar

Yaşam bilimleri, fizik, astronomi ve ilgili disiplinlerin öğrencileri için yazılan güncellenmiş baskı Astrobiyoloji bu dinamik alandaki son gelişmeleri içeren temel bir giriş metnidir.


Çevre ve Coğrafi Çalışmalar

Çevre Bilimi ve Coğrafi Bilgi Sistemleri, günümüz toplumunda giderek daha önemli hale gelen iki alandır. Bu projeler ve sunumlar biyoloji, çevre bilimi ve haritalama, bölgeleme ve mekansal modelleme gibi coğrafi çalışmaların farklı yönlerine odaklanmaktadır. Spesifik burs ve araştırma, tarihi konular, hayvan ve denizlerin korunması ve korunması, küresel ısınma ve iklim değişikliği, su kalitesi, yükselen deniz seviyeleri ve sürdürülebilir arazi geliştirme gibi çeşitli konuları ele almaktadır.

Canlı Yakınlaştırma Etkinliği

Saat: 12:30 – 13:30

The Urban Coast Institute'un Heidi Lynn Sculthorpe Bursluları Semineri
Moderatör: Tom Herrington, Müdür Yardımcısı, Urban Coast Institute

  • Aidan Bodeo-Lomicy, Junior, Deniz Çevre Biyolojisi Politikası
  • Breana DiRenzi, Kıdemli, Deniz Çevre Biyolojisi Politikası
  • Avery Jackson, Yüksek Lisans Öğrencisi, Bilgisayar Bilimleri
  • Nicole Owenburg, Yüksek Lisans Öğrencisi, Klinik Ruh Sağlığı
  • Johanna Vonderhorst, Kıdemli, Kimya

Asenkron Video Sunumları

Kum Köpekbalıklarının (Carcharinus plumbius) Hareketlerini ve Göçlerini İzleme
Doğu Sahili Boyunca Akustik Telemetri Verilerini Kullanma

Kıyı Göllerinde Zararlı Algal Bloom (HAB) Toksisitesi Üzerinde Çevre Kontrolü

Sıvılaştırılmış petrol gazı-alkol karışımlarının fillosilikatlarla moleküller arası etkileşimleri

Asenkron Poster Sunumları

Gözetimli Görüntü Sınıflandırmasını Kullanarak Havadan Drone Görüntüsünde Elmas Sırtlı Terrapin Sayımı

Rebecca Berzins, Kıdemli, Deniz & Çevre Biyolojisi & Politikası

New Jersey'deki Nüfus ve Demografik Niteliklere Göre Savaş Anıtları ve Anıtlarının Haritalanması

Mark Cianciosi, Yüksek Lisans Öğrencisi, Antropoloji

Mekânsal Ölçülere Dayalı Benekli Semender için İlkbahar Havuzları Çevresindeki Göç Alanlarının Sıralanması

hannah zanaat, Kıdemli, Deniz & Çevre Biyolojisi & Politikası

Devrimci Savaş Dönemi Batık Bölgesinin Havadan Drone Araştırması ve Yüksek Çözünürlüklü Arazi İncelemesi

Breana DiRenzi, Kıdemli, Deniz & Çevre Biyolojisi & Politikası

New Jersey'den Yakala ve Bırak Verilerine Dayalı Çizgili Bas (Morone saxatilis) Göçmen Aralığının Haritalanması

Sarah Gillogly, Yüksek Lisans Öğrencisi, Coğrafi Bilgi Sistemleri

New Jersey, Navesink Nehri'nin Uzamsal Olarak Açık Dalga Modellemesi

Richard Kane, Junior, Marine & Çevre Biyolojisi & Politikası

Meksika Körfezi'ndeki Kızıl Gelgit Olaylarıyla İlgili Su Kalitesi Parametrelerinin Haritalanması

Logan Murphy, Kıdemli, Deniz & Çevre Biyolojisi & Politikası

Karayipler'deki Tarihi Deniz Yüzeyi Sıcaklıkları ile Mercan Resiflerinin Hasarı Arasındaki İlişkinin Değerlendirilmesi

Nicholas Occhiogrosso, Junior, Marine & Çevre Biyolojisi Politikası


Yöntemler

Örnekleme siteleri

Bu çalışmada kullanılan iki örnekleme alanı, Noble Araştırma Enstitüsü tarafından marjinal topraklarda şalgam oluşumunu düzenleyen faktörleri anlamayı amaçlayan uzun süreli bir deneyin parçasıdır. Her parsel 22 m'ye 27 m ölçülerindedir. Kumlu balçık sahası (SL) Burneyville, Oklahoma'da (33.882083, - 97.275233) ve kil balçık sahası (CL) Ardmore, Oklahoma'da (34.172100, - 97.07953) bulunmaktadır. Toprak pH'ı, toprak organik maddesi, su içeriği ve mevcut bitki N ve P, ortak analitik prosedürler izlenerek deney başlamadan önce her sahadan toplanan toprak örneklerinden belirlendi. Kısaca, 10 g toprak gravimetrik nem, sudaki pH ölçümü, yakma kullanılarak organik madde içeriği ve Mehlich III ekstraksiyon yöntemi kullanılarak bitki mevcut P'nin belirlenmesi için kullanıldı [78]. KCl ekstraksiyonu için aynı miktarda toprak kullanıldı ve NH'yi ölçmek için kullanılan ekstrakt4 + ve HAYIR3 - kolorimetrik testler kullanan içerik. Bu analize dahil edilen toprak özellikleri Ek Veri Kümesi 1'de sunulmaktadır (Tab 1 ve Sekme 2).

Toprak örneklemesi

Beş yüz SG fide bitkisi (Panikum Virgatum) Mayıs 2016'da her ekili alana dikildi ve 5 cm çapında ve 20 cm derinliğinde bir toprak göbeği kullanılarak sürekli rizosfer ve toplu toprak örneklemesi için her bir alandan rastgele 30 tanesi seçildi. Bu seçilmiş bitkilerden, şalter bitkilerinin farklı fenolojik aşamalarına karşılık gelen beş örnekleme noktasında örneklenmiştir: T1—vejetatif büyüme (Haziran), T2—geç vejetatif büyüme (Temmuz), T3—üreme büyümesi (Ağustos/Eylül), T4—maksimum büyüme (Ekim) ve T5—yaşlanma (Kasım). Her bir çekirdekten kökler ayrıldı ve 50 ml'lik bir santrifüj tüpüne aktarılırken, kalan toprak yığın toprak olarak etiketlendi ve daha sonraki işlemlere kadar −80 °C'de saklandı ve toplam altı yüz numune verdi. Ayrılan kökler, DNA ekstraksiyonu için 1-2 mm bağlı toprağı (rizosfer toprağı) yıkamak için hemen aşağıdaki şekilde işlendi: Kökleri içeren tüpler, %0.35 tween 20 ile takviye edilmiş 50 ml 1X fosfat tamponu aldı, 3-4 kez ters çevrildi, vortekslendi 10 s için ve 100 (1/s) frekansında sonikasyona tabi tutuldu. Numuneler daha sonra 2500×'de santrifüjlendiG 5 dk. Kökler steril cımbızla çıkarıldı ve kalan materyal, 1 mm gözenekli bir polipropilen ağdan yapılmış steril bir huniden süzüldü. Akışkan sıvı, 50 ml'lik bir santrifüj tüpünde toplandı ve 2500x'te santrifüjlendi.G 5 dakika boyunca, üstte kalan kısım çıkarıldı ve kalan toprak - 80 °C'de saklandı. Tekdüzelik amacıyla, yığın toprak alikuotları da DNA ekstraksiyonundan önce rizosfer toprağı için kullanılan aynı prosedürlerle yıkandı ve konsantre edildi.

DNA ekstraksiyonu

0,2 g yıkanmış toprağın (rizosfer veya yığın toprak) alikotları, 500 ul ekstraksiyon tamponu (%5 CTAB, 0,5 M NaCl) alan 2 ml'lik bir Lysing Matrix E tüpüne (MP Biomedicals, Solon, OH, ABD) aktarıldı. , 240 mMK2HPO4, pH 8.0) ve 500 µl 25:24:1 fenol:kloroform:izoamil alkol. Numuneler daha sonra bir Fast Prep cihazında (MP Biomedicals, Solon, OH, ABD) 4 m/s'de 30 saniye boyunca dövüldü ve 5 dakika boyunca 16.000 g'de santrifüjlendi. Süpernatan, 500 ul kloroform:izoamil alkol (24:1) içeren bir MaXtract yüksek yoğunluklu tüpe (Qiagen, Germantown, MD, ABD) aktarıldı ve lizis prosedürü tekrarlandı ve süpernatanlar ilgili tüplerinde toplandı. Numuneler 10.000 × santrifüj edildiG 4 °C'de 1 dakika süreyle ve süpernatanlar 1 ml izopropanol ve 1 µl lineer akrilamid (Ambion, Grand Island, NY, ABD) içeren bir mikrosantrifüj tüpüne aktarıldı. DNA/RNA karışımı oda sıcaklığında 10 dakika inkübe edilerek çöktürüldü ve 10.000x santrifüj edildi.G 4 °C'de 5 dakika süreyle ve izopropanol çıkarıldı. Elde edilen pelet %70 etanol ile yıkandı ve 10.000x santrifüj edildi.G 4 °C'de 1 dakika Etanol tamamen çıkarıldı ve pelet, DEPC ile muamele edilmiş su içinde çözüldü. Ham özütler 96 oyuklu bir plakaya aktarıldı ve manyetik boncuklar kullanılarak aşağıdaki gibi saflaştırıldı: Her numune, %18 polietilen glikol 8000, 1 M NaCl içinde 1.2x hacim %2 manyetik boncuk (Speedbeads, GE Healthcare, Chicago, IL) aldı. , 10 mM Tris-HCl, pH 8, 1 mM EDTA pH 8, %0.05 Tween 20. Plaka daha sonra çalkalayıcı bir inkübatörde 100 rpm'de 10 dakika süreyle inkübe edildi. Plaka manyetik bir stand üzerine yerleştirildi ve 5 dakika oturmaya bırakıldı ve süpernatan çıkarıldı. Her bir oyuk 200 µl %80 etanol ile iki kez yıkandı ve 1 dakika inkübe edildi. Daha sonra etanol uzaklaştırıldı, örnekler 5 dakika kurumaya bırakıldı ve boncuklar 30 µl elüsyon tamponu ile yıkandı. Örnekler çalkalamalı bir inkübatöre aktarıldı ve 500 rpm'de 5 dakika inkübe edildi ve tekrar manyetik standa 5 dakika transfer edildi. DNA'yı içeren nihai süpernatan temiz bir plakaya aktarıldı ve bir Qubit florometre (Thermofisher Scientific, Waltham, MA) kullanılarak DNA konsantrasyonu belirlendi. 600 örnekten 582'si amplikon kitaplığı hazırlama için yeterli kalitede DNA verdi. 582 numuneden 293'ü CL alanına (145'i rizosferden ve 148'i yığın topraktan) ve 289'u SL alanından (142'si rizosferden ve 147'si yığın topraktan) aitti. Ayrıntılı bilgi Ek Veri Kümesi 1, Sekme 4'te bulunabilir.

Amplikon kitaplığı hazırlama ve sıralama

Amplikon kitaplıkları, Herbold ve diğerleri tarafından tarif edildiği gibi iki aşamalı bir barkodlama yaklaşımıyla hazırlandı. [79] bazı değişikliklerle. İlk olarak, hedef belirteçler, 25 döngü için 5' ucunda 16 bp'lik bir kafa dizisi (5′-GCTATGCGCGAGCTGC-3', Rudi ve diğerleri [80] tarafından modifiye edilmiş) ile sentezlenen tanısal primerler ile PCR ile büyütüldü. 25 döngüden sonra, PCR duraklatıldı ve 16 bp baş dizisi ve kitaplığa özgü 8 bp barkoddan [81] oluşan ikinci bir primer seti eklendi ve 5 döngü daha için amplifiye edildi. Her bir PCR reaksiyonu (birinci aşamada 45 µl ve ikinci aşamada 50 µl), 10 ng DNA şablonu, 1 birim Titanium Taq DNA Polimeraz (Takara Mirus Bio Inc., WI, ABD), 100 ng sığır serumundan oluşuyordu. albümin, 1 × Titanium Taq PCR tamponu, 0,2 mM dNTP karışımı, 0,2 μM ileri ve geri tanı primerleri ve 5 μM kitaplığa özgü barkodlar (son 5 PCR döngüsü sırasında eklenir). Thermocycler koşulları 95 °C 3 dakika 95 °C 30 saniye, 60 °C (tanı primerleri için) veya 52 °C (barkodlar) 30 saniye 73 °C 5 dakika. Elde edilen PCR ürünleri jel elektroforezi ile incelendi, DNA ekstraksiyon bölümünde açıklanan manyetik saflaştırma protokolü izlenerek manyetik boncuklar kullanılarak saflaştırıldı ve bir Qubit florometre kullanılarak nicelendirildi. Ürünler, bir seferde 200 örnekten (600 örnekten 200'ü) oluşan ve toplam 3 kitaplık veren dizileme kitaplıkları oluşturmak için boncuk saflaştırmasıyla eşit mol olarak birleştirildi ve konsantre edildi. Her havuzlanmış kitaplıktan bir mikrogram, Illumina için NEBNext Ultra II DNA Kitaplığı Hazırlık kiti (New Englands Biolabs) kullanılarak Illumina dizilemesi için adaptörlerin ligasyonu için kullanıldı. Bağdaştırıcıya bağlanan her kitaplık, NEBNext Kitaplık Sayım Kiti kullanılarak qPCR ile nicelendirildi. Her kitaplığa %10 phiX eklendi ve Miseq Reaktif kiti v3 kullanılarak bir Illumina Miseq üzerinde dizildi.

Tüm örneklerimizi büyütmeden önce, topraklarımızdaki toprak protist topluluklarının karakterizasyonu için V1V2 ve V9, 18S rRNA bölgelerini hedefleyen iki set primeri test ettik. V1V2 primerleri, Fonseca ve diğerleri tarafından yayınlananlardır. [82], FO4 (5'-GCTTGTCTCAAAGATTAAGCC-3') ve R22 (5'-CCTGCTGCCTTCCTTRGA-3'). V9 primerleri daha önce Amaral ve ark. [83], 1380F (5'-CCCTGCCHTTTGTACACAC-3') ve 1510R (5'-CCTTCYGCAGGTTCACCTAC-3'). Sonuçlar, toprak numunelerimizde kullanıldığında, V1V2'nin V9 primerlerinden daha fazla hedef olmayan dizileri güçlendirdiğini gösterdi (Wilcoxon testi P = 4.9 × 10 -7), toplamın %46.6 ve %26.4'ü mantarlara aittir (sırasıyla V1V2 ve V9 belirteçleri için Ek Şekil 9). Analizimiz ayrıca V9 primerlerinin önemli ölçüde daha fazla diziyi güçlendirdiğini gösterdi (Wilcoxon testi P = 7.3 x 10 -9 ) protist bölümü Alveolata'ya ait (V9 için %27.8'e karşı V1V2 için %4) ve ayrıca amplifiye edilmemiş Apusozoa, Hacrobia, Protalveolata ve filum Mesomycetozoa ve Rhodophyta'ya ait diziler tespit edildi. V1-V3 primerleri tarafından. V9 primerleri, protistleri temsil etme ve mantar dizilerini ayırt etmede V1V2 çiftinden daha iyi performans gösterdiğinden (Ek Şekil 9), sonraki analizlerimiz V9-18S rRNA primerleri ile yapıldı.

Dizi analizleri

Kitaplıklar, özel komut dosyaları kullanılarak benzersiz barkodlarına göre çoğullandı ve aynı uzunlukta kırpıldı. Diziler, USEARCH v11 [84] kullanılarak bolluk azaltılarak çoğaltıldı ve sıralandı. Dereplike edilmiş diziler, denoise edildi, de-novo kimera filtrelendi ve USEARCH v11'den unoise3 kullanılarak sıfır yarıçaplı OTU'lar (ZOTU) üretildi. Amplikon dizi varyantlarının (ASV'ler) bir biçimi olan nihai ZOTU'lar, 1e-5 e-değeri ile Blastn kullanılarak ve 100 isabet tutularak NCBI nükleotit veritabanına karşı tarandı. Blast dosyası, protist kökenli ZOTU'ları tanımlamak için taksonomik ayrıştırma için MEGAN Community edition v.6 [85] yazılımına aktarıldı. Filtrelenmiş ZOTU'lar PR2 veri tabanı v.4.12.0'a [34] karşı Sintax (USEARCH v11) 0.8'lik bir kesim ve maksimum taksonomik seviye olarak cins kullanılarak taksonomik olarak karakterize edildi. Toplam diziler, protist ZOTU'lara karşı %97 özdeşlikte haritalandı ve daha sonra bir biyom tablosuna dönüştürülen bir bolluk tablosu üretildi. Protistler ZOTU'ları daha sonra Clustalw kullanılarak hizalandı ve hizalama, GTR+F+R10 modeli (model bulucu kullanılarak tanımlanır) ve 1000 kopya ile ultra hızlı önyükleme yaklaşımı (UFBoot) kullanılarak IQ-TREE 2 [86] ile filogenetik bir ağaç oluşturmak için kullanıldı. . Bolluk tablosu, haritalama dosyası ve filogenetik ağaç, Phyloseq paketi [87] kullanılarak R yazılımına aktarıldı.

Veri analizleri

R'ye aktarıldıktan sonra, düşük performans gösteren 43 kitaplık (1000'den az protist sekansı olan) veri kümesinden çıkarıldı. Gözlemlenen Zenginlik ve Shannon İndeksi olarak ölçülen alfa çeşitliliği için, kütüphaneler 3 çekirdek sayısı kullanılarak 100 kez minimum dizi sayısına alt örneklendi. çeşitlilik endeksleri (Ek Şekil 1). Numune içi çeşitliliğin zamansal değişkenliği, gözlemlenen zenginlik için varyasyon katsayısı (CV) ve her bitki için Shannon indeksi ve zaman içinde her iki saha sahasında buna karşılık gelen rizosfer ve yığın numuneleri hesaplanarak değerlendirildi [88]. Örnekleme alanı başına ortamlar (yığın/rizosfer) genelinde örnek başına medyan ve ortalama değerleri belirlemek için bireysel değerler kullanıldı, daha yüksek değerler daha fazla değişken topluluğu gösterir [88]. Alfa çeşitliliği ve zamansal varyasyondaki farklılıkların istatistiksel önemi, Kruskal-Wallis testi ve Wilcoxon testi ve Benjamini-Hochberg yöntemi ile ikili karşılaştırmalar kullanılarak değerlendirildi. P değer ayarı. Topluluk kompozisyon analizleri (beta-çeşitlilik) için veriler DESeq2'deki [89] varyans stabilizasyon yaklaşımı kullanılarak normalleştirildi ve vegan paketi kullanılarak ağırlıklı bir Unifrac mesafe matrisi oluşturuldu. Elde edilen mesafe matrisi, Phyloseq'te çok boyutlu ölçekleme kullanılarak koordine edildi. Numuneler, numune alma yeri (SL, CL), ortam (yığın, rizosfer), numune alma süresi (T1 - T5) bazında kategorize edildi, bu kategorilerin veri varyasyonu üzerindeki etkisi Adonis (parametrik olmayan permütasyon çok değişkenli varyans analizi) ile test edildi, gerçekleştirildi. 1000 permütasyon ile. Topluluk bileşiminin zamansal dağılımı kullanılarak değerlendirildi beta dağıtıcı ve permutest (R paketi: vegan). Çevresel veriler ve topluluk bileşimi arasındaki korelasyonlar kullanılarak test edildi. envfit (R paketi: vegan). Çevresel veriler, bir gam modeli kullanılarak koordinasyon alanına yerleştirildi. ordisurf (R paketi: vegan). Yığına göre rizosferdeki protist gruplarının önemli diferansiyel bolluğu DESeq2 kullanılarak belirlendi (P < 0.01), ayarlayan P çoklu karşılaştırmalar için yanlış keşif oranı (FDR) kullanan değerler. Diferansiyel bolluk analizi için, veriler her ZOTU için tanımlanan maksimum taksonomik seviyeye toplandı ve veriler, kesin dizi varyantlarından ziyade protist popülasyonlarının diferansiyel bolluğu olarak tartışıldı. Protist popülasyonları için tercihli beslenme veya beslenme stratejileri, yalnızca yayınlanmış raporlara [17, 35, 38, 90–96] dayalı olarak cins düzeyinde tanımlanan protistler için tanımlanmıştır.

Ağ inşası ve analizi

Her iki marjinal toprakta zaman içinde protist topluluk kalıplarının dinamiklerini araştırmak için rastgele matris teorisi (RMT) tabanlı birlikte oluşum ilişki ağı analizini kullandık. Microbiome R paketi kullanılarak normalleştirilen merkez log oranı dönüştürülmüş bolluk verilerine dayalı olarak her zaman noktasında rizosfer ve yığın toprak için ağlar inşa edildi. Normalleştirmeden önce, veriler her bir örnekleme alanı (SL/CL), ortam (yığın/rizosfer) ve zaman noktası (T1 ila T5) için alt kümelere ayrılmış ve düşük performans gösteren örnekler (1000'den az dizili) minimum düzeyde tutularak kaldırılmıştır. Veri kümesi başına 10 çoğaltma. Ağın yeniden yapılandırılması için yalnızca çoğaltılan numunelerin her bir alt kümesinin en az %70'inde tespit edilen ZOTU'lar kullanıldı.Ağ yeniden yapılandırması Moleküler Ekolojik Ağ Analizleri ardışık düzeni (MENAP, http://ieg4.rccc.ou.edu/mena/) ile aşağıdaki ayarlarla gerçekleştirildi: eksik veriler için boşlukları 0,01 ile doldurun veriler eşleştirilmiş değerlere sahipse logaritma almayın veriler zaten CLR normalleştirilmiş olduğundan, üstten kesmeyi azaltarak Spearman Korelasyon benzerlik matrisini kullanın ve hız seçimi için yalnızca Poisson dağılımını regresyonlayın. RMT, ağ yeniden yapılandırması için uygun benzerlik eşiğini otomatik olarak belirlemek için kullanıldı [97, 98]. Modüller açgözlü modülerlik optimizasyon yöntemi kullanılarak tespit edildi ve düğüm sayısı, bağlantılar ve modüller dahil olmak üzere ağ topolojik özellikleri Deng ve arkadaşlarına göre hesaplandı. [43]. Negatif/pozitif korelasyonların oranı da MENAP çıktılarından hesaplanmıştır. Her düğümün bağlantısı, modül içi bağlantısına göre belirlendi (Zi) ve modül bağlantıları arasında (Pi) [99] ve düğümleri ağda oynadıkları topolojik rollerine göre sınıflandırmak için kullanılır (Tablo 1 ve Ek şekil 2). Genel sınıflandırma, Deng ve ark. [43] dört kategoriyi dikkate alır: modül hub'ları (modüller içinde yüksek oranda bağlı düğümler, Zi > 2.5), ağ hub'ları (modüller içinde yüksek oranda bağlı düğümler, Zi >2,5, Pi > 0.62), konektörler (modülleri bağlayan düğümler, Pi > 0.62) ve çevre birimleri (birkaç dış bağlantıya sahip modüllerde bağlı düğümler, Zi < 2.5 ve Pi < 0.62) [43, 64, 97].

Topluluk montaj mekanizmalarını çıkarsama

Topluluk toplama süreçlerinin göreceli etkileri, yakın zamanda önemli ölçüde iyileştirilmiş performansla bildirilen filogenetik bin tabanlı boş model çerçevesi iCAMP tarafından değerlendirildi [44]. Kısaca, iCAMP, filogenetik çeşitlilikten seçime varmak için yeterli filogenetik sinyali sağlamak için taksonları farklı filogenetik gruplara (binler) böldü, daha sonra, her bir bölmeye hakim olan süreçler (seçim, dağılma ve sürüklenme veya diğerleri) gözlemlenen filogenetik sapmaya göre tanımlandı. ve boş modeller tarafından simüle edilen rastgele modellerden taksonomik çeşitlilik, son olarak, her bir süreç tarafından yönetilen kutuların göreceli bolluğu, tüm topluluk meclisi üzerindeki etkisini değerlendirmek için toplandı. Nadirleştirilmiş protist ZOTU tablosu, ekolojik boş modele uygulanabilmesi için kullanıldı. Ardından, Galaxy platformu (http://ieg3.rccc.ou.edu:8080) üzerine kurulu bir boru hattında önerilen varsayılan ayarlarla "iCAMP sürüm 1.2.9" kullanılarak analiz iki site için ayrı ayrı yapıldı. Sonuçlar, aynı habitattan (rizosfer veya yığın toprak) ve aynı zaman noktasından alınan her numune grubu için özetlendi ve ardından her bir ekolojik sürecin göreceli önem sıralaması, habitatlar ve alanlar arasında karşılaştırıldı. Farklılıkların önemi, 1000 tekrarlı önyüklemeye dayalı olarak hesaplandı.


Bölüm 2: Choanoflagellate kolonileri, bakteri sinyalleri ve hayvan kökenleri

00:00:07.22 Merhaba.
00:00:09.01 Benim adım Nicole King.
00:00:10.11 Howard Hughes Tıp Enstitüsünde araştırmacıyım
00:00:12.02 ve bir profesör
00:00:13.26 Berkeley'deki California Üniversitesi,
00:00:15.20 ve bugün burada olduğum için heyecanlıyım
00:00:17.17 size organizmalar hakkında bilgi vermek için
00:00:19.15 laboratuvarımda çalıştığımız choanoflagellates,
00:00:23.01 ve size bakterilerle nasıl etkileşime girdiklerini anlatın
00:00:24.09 ve bu etkileşimler nasıl
00:00:26.11 bize hayvan kökenleri hakkında bilgi verebilir.
00:00:29.27 Şimdi biraz giriş yapmak istiyorum
00:00:32.10 laboratuvarımdaki araştırma için motivasyona.
00:00:34.25 Geçmişte çok fazla odak vardı
00:00:37.20 farklı hayvan vücut formlarının nasıl çeşitlendiğini anlamak üzerine,
00:00:41.21 ve hayvanların ne kadar farklı olduğunu anlamak
00:00:43.18 filogenetik ağaçta birbiriyle ilişkilidir.
00:00:45.29 Ama aslında, nispeten az şey biliyoruz
00:00:47.29 organizmaların doğası hakkında
00:00:49.22 hayvanların ilk evrimleştiği yer,
00:00:51.25 ve laboratuvarımda özellikle ilgileniyoruz
00:00:53.28 genomik yenilikleri anlamada
00:00:56.19 ve hücre biyolojisinin etkileri
00:00:59.29 ve türler arası etkileşimler
00:01:01.29 ve bunun nasıl katkıda bulunabileceğini anlamak
00:01:04.10 çok hücreliliğe geçiş dediğimiz şeye.
00:01:06.13 Yani, atasal olarak tek hücreli organizmalar nasıl
00:01:10.15 organizmalara dönüşüyor
00:01:13.05 basit çok hücrelilik yeteneğine sahip,
00:01:15.09 bu varsayımsal koloni gibi.
00:01:18.26 Konuşmamın I. Kısmında,
00:01:23.22 Daha önce nasıl olduğundan bahsetmiştim.
00:01:26.05 choanoflagellate adı verilen sıra dışı bir organizma grubu
00:01:29.03 hayvanların kökenlerini anlamamıza yardımcı olabilir,
00:01:31.24 ve sana söyledim
00:01:34.13 İlk hayvanların genomlarında muhtemelen genler vardı
00:01:37.25 çok daha önce evrimleşmişti.
00:01:39.15 Ve böylece, choanoflagellatları hayvanlarla karşılaştırarak,
00:01:43.06 İlk hayvanların doğasını öğreniyoruz.
00:01:45.22 Konuşmamın bu bölümünde,
00:01:47.29 Belirli bir türe odaklanacağım
00:01:50.16 koanoflagellat,
00:01:52.15 ve size söyleyeceğim bu choanoflagellate
00:01:54.09 aslında tek hücrelilikten geçiş yapabilir
00:01:56.17 basit çok hücreliliğe sahip olmak,
00:01:58.29 ve size bunu nasıl geliştirdiğimizi anlatacağım
00:02:01.29 yeni bir model sisteme
00:02:03.24 bu geçişin nasıl olduğunu öğrenebilmemiz için,
00:02:06.02 tek hücrelilikten çok hücreliliğe,
00:02:08.09 düzenlenir.
00:02:09.23 Ve şimdi bilmediğimiz şey,
00:02:11.19 ama öğrenmeyi umuyoruz,
00:02:13.05, bu organizmada çok hücreliliğin düzenlenmesi olup olmadığıdır.
00:02:15.21 bize atalar hakkında özel bilgiler verebilir
Hayvanlarda 00:02:18.14 çok hücrelilik.
00:02:22.08 Şimdi, incelediğimiz organizmalar
00:02:24.16 aslında hayvan değil.
00:02:26.18 Onlar hayvanların kardeş grubudur.
00:02:28.11 Bunlara choanoflagellate denir
00:02:30.06 ve filogenetik ağacın bu çok özel kısmında oturuyorlar
00:02:32.26 çünkü onlar hayvanların yaşayan en yakın akrabaları.
00:02:36.04 Ve choanoflagellate anlayışımız
00:02:38.19 burada ağaçta otur,
00:02:40.07 ve onların aslında bizim evrimsel kuzenlerimiz olduğunu,
00:02:42.04 birden fazla kanıt satırından gelir.
00:02:44.08 Hücre biyolojisi karşılaştırmalarından geliyor
00:02:46.15 choanoflagellates hayvanların hücre biyolojisine.
00:02:50.02 Birçok farklı bağımsız türden gelir
00:02:52.11 filogenetik analizler.
00:02:54.12 Ve arasındaki karşılaştırmalardan geliyor
00:02:56.24 koanoflagellatların genomları ve hayvanların genomları.
00:03:00.05 Tüm bu farklı veri kümelerinden,
00:03:02.03 şimdi çok netleşti
00:03:04.11 choanoflagellates çalışmasının,
00:03:06.14 yaşayan en yakın akrabalarımız,
00:03:08.24 bize son ortak atamızın biyolojisini anlatıyor.
00:03:14.05 Bunu Bölüm I'de tanıttım,
00:03:16.24 ama sadece çabucak yapmak istiyorum
00:03:19.21 Koanoflagellatların biyolojisini gözden geçirin
00:03:22.00 çünkü anlamak için gerekli hale geliyor
00:03:24.00 Bu konuşmanın ilerleyen bölümlerinde size anlatmak üzere olduğum şey.
00:03:28.09 Koanoflagellatlar mikrobiyal ökaryotlardır.
00:03:31.05 Bir küremsi var.
00:03:34.05 küresel veya oval hücre gövdesi,
00:03:36.14 aktin dolu mikrovilliden oluşan bir apikal yaka,
00:03:39.11 ve uzun bir apikal kamçı.
00:03:41.14 Ve bu kamçı dalgalanabilir
00:03:43.26 bir yandan diğer yana,
00:03:45.21 ve bu dalgalanma su akıntıları yaratır
00:03:47.26 choanoflagellates'e izin verir
00:03:50.26 su sütununda yüzmek için,
00:03:53.22 ama bu su akıntıları aynı zamanda suyu da çekiyor
00:03:57.27 medyadan yakaya doğru,
00:04:00.04 ve bu su akıntıları bakteri taşıyabilir,
00:04:02.22 ve bakteriler aslında birincil av hedefidir
koanoflagellatlar için 00:04:06.10.
00:04:07.28 Choanoflagellate'ler doymak bilmez bakteri yiyicilerdir.
00:04:10.12 Bakteri yemeyi severler,
00:04:11.27 çok iyiler,
00:04:13.22 ve bu onların biyolojilerinin önemli bir parçasıdır
00:04:15.28 - bakterileri yakalama ve yutma yetenekleri.
00:04:19.24 Yani, choanoflagellatların gerçekten çok ilginç yönleri var
00:04:22.10 biyolojilerine,
00:04:24.13 bunlardan biri, açıkçası, bu bakteri yeme yeteneğidir,
00:04:27.02 ama biyolojilerinin yönlerinden biri
00:04:29.03 ilk öğrendiğimde beni gerçekten heyecanlandıran
00:04:31.13 postdoc olarak
00:04:33.04 bazı koanoflagellatların oluşabilmesidir.
00:04:35.11 bu güzel çok hücreli koloniler.
00:04:38.04 Bu koloniler aslında benim için,
00:04:40.18 bazı deniz omurgasız embriyo türlerini anımsatır,
00:04:44.19 ve bu koloniler
00:04:47.11 hakkında her türlü soruyu sorun
00:04:49.29 hücreler nasıl etkileşir
00:04:52.03 ve bu süreç nasıl düzenlenir?
00:04:55.05 Üstelik sana söylediğimi hatırlayacaksın
00:04:58.21 laboratuvarımdaki en önemli sorulardan biri
00:05:00.28 evrimsel olarak nasıldır,
00:05:03.09 Hayvanların ataları bu yeteneği geliştirdi mi?
00:05:06.08 basit çok hücreli morfolojiler oluşturmak için.
00:05:08.25 Ve burada canlı renkte,
00:05:11.08 bunu gerçekten yapan bir organizma,
00:05:13.08 her gün.
00:05:15.12 Ve böylece, laboratuvarımda yaptığımız şey
00:05:17.02 anlamaktır.
00:05:18.23 bu süreci incelemektir
00:05:21.07 dakika detayında aynı şekilde
00:05:24.23 bir Drosophila biyoloğunun araştırmayı deneyebileceği
00:05:26.29 meyve sineği yumurtadan nasıl çıkar
00:05:29.00 bir yetişkine bir embriyoya,
00:05:31.23 veya bir fare biyoloğu
00:05:34.07 aynı geliştirme sürecini inceler.
00:05:36.02 Mekanistik ayrıntılarla çalışmaya çalışıyoruz,
00:05:38.22 bu organizmanın, S. rosetta'nın,
00:05:41.16 tek hücre olmaktan çıkıyor
00:05:44.05 çok hücreli bir koloniye.
00:05:46.19 Ve özellikle,
00:05:47.25 anlamaya çalışmaya odaklanıyoruz
00:05:50.13 Hücre yapışması ve hücre sinyalleşme mekanizmaları
00:05:52.03 koloni içinde.
00:05:53.09 Anlamaya çalışıyoruz
00:05:54.24 Bu geçişi tetikleyen şey
00:05:56.13 tek hücrelilikten sömürgeciliğe,
00:05:58.11 ve sonunda öğrenmeyi umuyoruz
00:06:02.00 Bu geçişin altında yatan mekanizmaların olup olmadığı
00:06:03.22 choanoflagellates içinde
00:06:05.15 hayvan gelişiminin altında yatan mekanizmalarla ilgilidir,
00:06:08.02 bu durumda şu sonucu çıkarabiliriz
00:06:10.01 eski ve evrimleşmiş oldukları
00:06:12.07 önce hayvanların kökeni ve çeşitlenmesi.
00:06:14.23 Sana çok şey anlatacağım
00:06:17.18 bu organizma hakkında, S. rosetta.
00:06:19.14 Ve sana söylemem gereken ilk şey
00:06:21.23 birçok heyecan verici şey yapmasıdır.
00:06:24.20 Biliyor musun, bence çoğumuz
00:06:26.27 basit organizmalar olarak protozoa hakkında
00:06:31.01 oldukça sıradan bir hayat süren,
00:06:34.07 ama bu organizma sadece arasında geçiş yapmakla kalmaz
00:06:37.18 tek hücreli ve sömürgeci olmak,
00:06:39.20 aslında gerçekten vahşi ve çılgın bir yaşam öyküsü var.
00:06:42.18 Birçok farklı morfolojiye sahiptir
00:06:45.24 üretebildiği,
00:06:47.22 ve bunların hepsi geliyor
00:06:51.28 bir organizmadan.
00:06:53.14 tek bir genotip kodlanıyor
00:06:55.03 tüm bu farklı formlar için,
00:06:57.09 ve bu formların çoğu
00:06:59.10 başka biçimlere dönüşebilir.
00:07:02.02 Yani, merkezdeki bu hücre
00:07:04.02 'yavaş yüzücü' diyoruz,
00:07:06.08 ve içinde yalnızca yavaş yüzücüler olan kültürler
00:07:09.03 rozet kolonileri üretebilir,
00:07:13.02 zincir koloniler,
00:07:14.26 hızlı yüzücü hücreleri.
00:07:16.15 ve bu hızlı yüzücüler ayırt edebilir
00:07:18.16 bu bağlı hücrelere.
00:07:20.20 Pek çok dinamik hücre farklılaşması oluyor,
00:07:23.09 ve en azından biraz var gibi görünüyor
00:07:26.00 çevresel bileşen çünkü yapabiliriz,
00:07:28.05 laboratuvarda, choanoflagellate'i itin
00:07:30.22 farklı hücre türlerine doğru
00:07:33.14 çevre koşullarını değiştirerek
00:07:35.10 içinde hücreleri büyüttüğümüz.
00:07:37.23 Basitlik adına
00:07:39.11 ve ayrıca hakkında en çok bildiğimiz şeylere odaklanmak için,
00:07:41.16 bugün, sadece şunlara odaklanacağım
00:07:44.07 yaşam tarihinin bu bölümü,
00:07:46.16 ve anlamaya çalışın,
00:07:48.25 Bu hücrenin farklılaşmasını sağlayan şey nedir?
00:07:52.01 diğer çok hücreli formlara.
00:07:54.16 Özellikle,
00:07:57.12 rozet formundan bahsedeceğiz,
00:07:59.19 çünkü bu, S. rosetta'nın
00:08:01.28 aslında doğadan izole edilmişti,
00:08:04.03 ve en çok benzeyeni bu
00:08:07.12 çok hücreli forma
00:08:09.22 varsaydığımız
Hayvanların ataları için 00:08:12.01 gerekliydi.
00:08:14.21 Yani, bilmek istiyoruz,
00:08:16.21 Rozetler nasıl oluşur?
00:08:19.09 Oluşuyorlar mı?
00:08:21.14 birlikte yüzen ve yapışan birden fazla hücreden mi?
00:08:24.14 Ve bu benzer olurdu
00:08:26.05 slime kalıbı Dictyostelium'a.
00:08:28.11 yoksa hayvanlara mı daha çok benziyorlar
00:08:30.09 nasıl oluşurlar?
00:08:31.24 Yani,
00:08:33.12 tek bir hücre tekrar tekrar bölünüyor mu
00:08:35.11 bir rozet oluşturmak için.
00:08:37.14 Ayrıca şunu da bilmek isteriz,
00:08:39.08 rozetin içindeki hücreler nasıl
00:08:41.10 birbirine bağlı kalarak mı?
00:08:42.25 Bu kararlı yapıyı nasıl elde edersiniz?
00:08:44.20 Yine, embriyogenez ile benzerlikler kurmaya çalışıyorum.
00:08:48.09 Ve son olarak, şu bilmeceye sahibiz,
00:08:52.09 bu tek hücre
00:08:54.10 üç farklı tür morfoloji üretebilir.
00:08:59.22 Kendisinin daha fazla kopyasını üretmek için bölünebilir,
00:09:02.14 bu zincirleri üretebilir,
00:09:05.26 veya rozet üretebilir,
00:09:07.29 ve bilmek isteriz
00:09:10.01 bu farklılaşma süreci nasıl düzenlenir.
00:09:13.14 Öyleyse, 1 numaralı soruyla başlayayım:
00:09:15.13 Bu rozetler nasıl oluşuyor?
00:09:18.07 Bunu araştırmak için
00:09:19.26 birçok farklı yaklaşım kullandık,
00:09:21.23 ama bence en basiti sadece izlemek,
00:09:24.09 ve bulduğumuz şey şuydu:
00:09:27.00 kültürler değişirken
00:09:29.07 sadece tek hücreli bireylere sahip olmaktan
00:09:31.29 rozetlere
00:09:34.11 her zaman hücre bölünmesi yoluyla oldu.
00:09:36.29 Ve bu filmde burada izleyeceğiniz şey
00:09:39.15 bunun tekrar tekrar bölünecek bir kurucu hücre olması
00:09:42.23 küresel çok hücreli bir koloni üretmek için.
00:09:45.18 Öyleyse izleyelim.
00:09:48.05 Tek hücre tekrar tekrar bölünür.
00:09:50.12 Hücreler bağlı kalır,
00:09:52.18 ve bu 15 saatlik filmin sonunda
00:09:55.28 Küresel bir kolonimiz var.
00:09:58.01 Ve bence bu da burada güzel bir şekilde gösteriliyor
00:10:00.10 konfokal mikroskopi ile çekilen bu fotoğraflarda.
00:10:04.04 Şimdi konuya değinmek istiyorum
00:10:06.27 bu 2 boyutlu görünse de,
00:10:08.24 bu koloniler aslında 3 boyutlu
00:10:10.23 ve güzel bir küre üretiyoruz.
00:10:14.06 Tamam, o halde ilk sorumuzun cevabı, o zaman,
00:10:16.11 rozetlerin hücre bölünmesi yoluyla oluşmasıdır,
00:10:19.12 ve bu çok güzel bir paralellik sağlıyor
00:10:21.21 hayvanların embriyolarının oluşma şekline,
00:10:24.12 içinde tek bir hücreniz olan zigot,
00:10:27.03 ve bu zigot tekrar tekrar bölünüyor
00:10:29.07 çok hücreli bir embriyo üretmek için.
00:10:31.20 Koanoflagellat kolonilerindeki hücreler nasıldır?
00:10:34.22 gerçekten birbirine yapışıyor mu?
00:10:36.11 Ve buna cevap vermek için,
00:10:38.14 elektron mikroskobu kullanmamız gerekiyordu.
00:10:41.14 Koanoflagellat hücrelere bakarsanız
00:10:43.20 taramalı elektron mikroskobu kullanarak,
00:10:45.29 gördüğünüz şey, hücrelerin gerçekten birbirine bağlı olduğu.
00:10:49.11 Burada görebileceğiniz bu ince hücreler arası köprüler sayesinde,
00:10:52.28 ve henüz bilmesek de düşünüyoruz,
00:10:55.20 ama biz bunların
00:10:57.27 eksik sitokinez.
00:10:59.13 Yani bölünme düzlemi
00:11:01.14 hücreler bölünürken oluşur
00:11:03.25 tamamen kapanmıyor,
00:11:05.09 ve böylece küçük bir zar kalıntısı var
00:11:07.23 bu hücreler arasında kalan
00:11:10.01 ve bu hücreler arası köprüyü üretir.
00:11:14.11 Ancak hücre yapışmasının tek kaynağı bu değil
00:11:17.13 bu hücreler arasında.
00:11:20.07 Hücreleri farklı koşullar altında incelerseniz,
00:11:22.25 ve sonra SEM'de veya TEM'de onlara bakın,
00:11:27.28 görebildiğiniz şey,
00:11:30.21 hücreleri kaplayan ince bir malzeme ağı
00:11:33.12 ve ayrıca koloninin içini doldurmak,
00:11:35.25 ve bu aslında hücre dışı matris veya ECM'dir.
00:11:38.29 Ve böylece, hücreler arası köprülerin birleşimi
00:11:45.07 ve hücre dışı matris
00:11:47.14 rozetin yapısal bütünlüğüne katkıda bulunur.
00:11:51.21 Tamam, kısaca özetlemek gerekirse,
00:11:53.18 Size az önce choanoflagellate'lerin oluştuğunu söyledim.
00:11:56.26 S. rosetta rozet kolonileri oluşturduğunda
00:11:59.20 onu eksik sitokinez yoluyla oluşturur,
00:12:02.05 ve ayrıca size söylediklerim
00:12:05.00 bu rozetlerdeki hücreler
00:12:06.22 bir kombinasyonla bağlı kalıyor
00:12:08.17 hücreler arası köprüler ve hücre dışı matris,
00:12:11.14 ama tabii ki bence soru
00:12:13.18 hepimizin ilgilenmesi ve merak etmesi gereken şey,
00:12:16.24 Bu geçiş nasıl düzenlenir?
00:12:19.28 Ve ne belirler?
00:12:22.18 S. rosetta'nın bu tek hücreli formunun olup olmadığı
00:12:25.17 kendisinden daha fazlasını üretmek için bölünür,
00:12:28.15 veya zincir üretir,
00:12:30.25 mi yoksa rozet mi üretiyor?
00:12:32.20 Yönetmeliği belirleyen nedir?
Bu gelişimsel anahtarın 00:12:35.03?
00:12:37.10 Ve işte burada araştırmamda gerçekten engellendim.
00:12:40.01 Ve böylece, size söylemem gerekenler
00:12:42.16 bir hüsran hikayesi
00:12:45.04 sonunda mutlulukla sona erdi
00:12:47.08 ve bence heyecan verici yeni bir keşif.
00:12:50.27 O halde geri çekilip size söylememe izin verin
00:12:53.23 S. rosetta'yı nasıl çalışmaya başladığım hakkında.
00:12:56.13 Postdocuma başladığımda,
00:12:58.06 Koanoflagellatları inceleyen laboratuvarlar yoktu.
00:13:01.25 ve laboratuvara götürüldüğüm için şanslıydım
00:13:04.18 önde gelen bir evo-devo araştırmacısından,
00:13:07.14 Sean Carroll,
00:13:09.06 ama ATCC'ye gitmem gerekiyordu,
00:13:11.03 Amerikan Tipi Kültür Koleksiyonu,
00:13:13.17 Tom Nerad adında bir protistolog ile çalışmak,
00:13:16.06 koanoflagellatları nasıl çalışacağınızı öğrenmek için.
00:13:18.00 Ve ben oradayken,
00:13:19.27 o ve bir grup başka bilim adamı
00:13:21.28 çeşitli mikrobiyal ökaryotlar üzerinde çalışıyordu
00:13:23.21 ortamdan,
00:13:25.16 ve bir choanoflagellate gözlemledi
00:13:27.08 güzel rozet kolonileri oluşturabilen,
00:13:30.08 ve bu S. rosetta.
00:13:32.12 Yani, S. rosetta'yı kültüre sokma nezaketini gösterdi.
00:13:35.29 Tek bir koloniyi izole etti, büyüttü,
00:13:38.18 ve çalışabilmem için dondurdum
00:13:41.07 S. rosetta sonsuza kadar.
00:13:43.07 Ben de onu Madison'a geri getirdim,
00:13:45.10 postdoc yaptığım yer,
00:13:47.02 ve bu choanoflagellate'i büyütmeye başladı.
00:13:49.02 Ve size söyleyeyim,
00:13:51.01 Madison'a geri getirdiğimde çok sinir bozucu bir bulguydu.
00:13:54.22 çünkü laboratuvarda S. rosetta kültürleri,
00:13:57.29 nadiren rozet bulunur.
00:13:59.24 Büyük ölçüde tek hücreliydiler,
00:14:01.22 ve görebileceğiniz gibi, işte en iyi durum senaryosu.
00:14:03.29 Bir sürü tek hücreli koanoflagellat,
00:14:06.04 yuvarlak hücreleri görebilirsiniz,
00:14:08.20 ve sadece ara sıra rozet kolonisi,
00:14:11.28 ve bir sürü bakteri.
00:14:13.20 Ve ne yaparsam yapayım,
00:14:16.08 bu kültürler güçlü bir şekilde rozet kolonileri oluşturmaz,
00:14:18.24 ve bu, yapamayacağım anlamına geliyordu
00:14:23.07 yapmak istediğim deney türlerini yapmak için
00:14:24.28 rozet gelişiminin mekanizmalarını incelemek için.
00:14:27.26 Bunun üzerinde uzun süre çalıştım,
00:14:29.22 başarı olmadan,
00:14:31.21 ve sonra getirdi.
00:14:33.25 neyse ki başka şeyler işe yaradı,
00:14:36.11 ama S. rosetta inatçıydı,
00:14:38.21 ve Berkeley'de kendi laboratuvarımı kurarken yanımda getirdim
00:14:41.24 ve hayal kırıklığı yaşamaya devam etti,
00:14:46.12 ve yapamamaya devam etti
00:14:49.10 bu şeyin rozet oluşturmasını sağlamak için
00:14:51.08 herhangi bir sağlam veya öngörülebilir şekilde.
00:14:53.06 Ve sonunda araştırma hedeflerimi değiştirdim
00:14:56.17 ve eğer rozet kolonileri alamazsam karar verdim
00:15:00.05 bu türden,
00:15:02.12 en azından genomunu sıralayabilirdim,
00:15:04.09 ve bu bana bir şey söyleyebilir,
00:15:06.00 genomunu
00:15:08.03 tek hücreli koanoflagellatların genomları,
00:15:09.11 bana gelişmeyi düzenleyen mekanizmalar hakkında bir şeyler söyleyebilir.
00:15:12.17 Ve böylece, o sırada laboratuvarda bir lisans öğrencisi,
00:15:15.03 Rick Zuzow, bu choanoflagellate'i almama yardım etti
00:15:17.07 genom dizilimi için hazır,
00:15:19.17 ve bir noktada.
00:15:20.20 Belirtmem gereken bir zorluk şu ki
00:15:22.21 çünkü choanoflagellates bakteri yiyor,
00:15:24.29 bu, genom dizilimi için gerçek bir sorun yaratır
00:15:27.11 çünkü bakteri DNA'sı
00:15:30.27 zorlaştırabilir
00:15:34.29 koanoflagellattan yüksek kaliteli bir genom derlemesi elde etmek için.
00:15:38.02 Yani, yapması gereken ilk şey, o zaman,
00:15:40.03 bu kültürleri antibiyotik kokteylleriyle tedavi etmekti,
00:15:45.24 ve iki farklı antibiyotik kokteyli denedi
00:15:49.12 ve çok ilginç iki sonuç verdiler.
00:15:51.28 Yani, bir antibiyotik kokteyli,
00:15:54.11 aslında, tedavi ettiğinde, bunu kullandığında,
00:15:57.28 rozet gelişiminin çiçek açtığı bir kültürle sonuçlandı.
00:16:00.23 Ve tahmin edersiniz ki çok heyecanlandık!
00:16:03.00 Çok heyecan vericiydi ve hiçbir fikrimiz yoktu
00:16:05.15 Neden bu antibiyotik tedavisi
00:16:08.05 rozet gelişimine yol açtı, ama oldu.
00:16:11.08 Belki daha da ilginci,
00:16:13.08 farklı bir antibiyotik kokteyli ile tedavi ettiğinde,
00:16:17.01 hiçbir zaman rozet üretmeyen bir kültürü yeniden ele geçirdi.
00:16:21.09 Ve böylece bunu bulduk.
00:16:23.24 farklı antibiyotik kokteylleri bulduk
00:16:26.04 farklı sonuçlara yol açtı,
00:16:29.14 ve neler olduğunu merak etmeye başladık.
00:16:32.12 Şimdi, olabilirdi
00:16:35.06 olası açıklamalardan herhangi biri.
00:16:37.25 Antibiyotiklerin
00:16:40.15, choanoflagellates'i farklı şekillerde doğrudan vurguladı.
00:16:43.10 Koanoflagellat olabilir
00:16:45.13 açlıktan ölüyordu
00:16:48.27 bir antibiyotik grubuna maruz kaldığında, ancak diğerine maruz kalmadığında.
00:16:51.20 Ancak bu farklı gözlemleri uzlaştırmak zordu,
00:16:54.08 ancak olası bir açıklama
00:16:57.12 bu tür gördüklerimizle tutarlıydı
00:17:00.11 bakterinin çevreden gelme olasılığıydı
00:17:03.06 aslında rozet geliştirmeye geçişi düzenliyordu.
00:17:06.06 Ve bunu test etmek için,
00:17:08.06 Rick, orijinal çevresel örnekten bakteri aldı
00:17:11.15 ve onları bu kültüre ekledi
00:17:14.01 rozet oluşturmayan,
00:17:16.08 ve bu çevresel bakterilerin olup olmadığını sordu
00:17:19.17 rozet gelişimini teşvik edebilir
00:17:21.17 bu rozet oluşturmayan kültürlerde.
00:17:23.19 Ve aslında bu işe yaradı.
00:17:26.22 Yani, çevresel bakteriler
00:17:29.00 rozet gelişimini sağlamak için yeterliydi.
00:17:31.20 Bu çok heyecan vericiydi,
00:17:33.21 çok beklenmedik,
00:17:35.11 ve tabii ki bilmek istediğimiz bir sonraki şey şuydu:
00:17:38.05 aslında hangi bakterilerdi
00:17:41.19 rozet gelişimi için bu teşviki sağlıyor mu?
00:17:44.00 Rick ve laboratuvarın diğer üyeleri ne yaptı?
00:17:47.00 bu orijinal çevresel örneğe girecekti
00:17:48.29 ve birden fazla bağımsız bakteri suşunu izole edin
00:17:54.25 ve birer birer test edin
00:17:57.07 rozet eksikliği olan bu kültürde,
00:17:59.10 ve bu bakterilerin olup olmadığını sorun
00:18:01.22 rozet gelişimini tetikleyebiliyordu.
00:18:04.20 Böylece 64 farklı çevresel izolatı test ettik,
00:18:09.12 birer birer,
00:18:11.12 ve sonunda bulduğumuz şey şuydu,
00:18:13.07 bunların hepsinden sadece bir tür
00:18:15.13 rozet gelişimini tetikleyebiliyordu.
00:18:19.00 Peki, o tür neydi?
00:18:22.14 Daha önce tarif edilmemişti
00:18:25.12 bakteri türleri Algoriphagus machipongonensis.
00:18:29.01 Algoriphagus'u kültürlere ekleyebiliriz.
00:18:32.05 tek hücreli koanoflagellatlar,
00:18:34.02 ve bu onları ikna etmek için yeterli
00:18:36.02 rozet kolonileri oluşturmak için.
00:18:38.04 Birkaç önemli noktaya değinmem gerekiyor
00:18:40.12 Algoriphagus hakkında.
00:18:42.22 Öncelikle S. rosetta ile birlikte izole edildi,
00:18:45.03 yani S. rosetta ile birlikte yaşayan doğal bir ortam,
00:18:49.00 ve aynı zamanda yeterli bir av hedefi.
00:18:52.13 Böylece S. rosetta yetiştirebiliriz
00:18:54.25 sadece Algoriphagus'un huzurunda
00:18:56.24 ve tamamen uygulanabilir
00:18:58.21 ve mutlu bir şekilde rozet kolonileri oluşturur.
00:19:00.26 Algoriphagus ile ilgili diğer heyecan verici ve ilginç şey
00:19:03.22 çok daha büyük bir bakteri grubunun üyesi olması
00:19:06.04 Bacteroidetes olarak adlandırılır,
00:19:08.15 ve Bacteroidetes bakterileri
00:19:11.15 bağırsaklarınızdaki en bol bakterilerden bazılarıdır,
00:19:14.06 ve aynı zamanda bol ve önemli bakterilerdir
00:19:17.09 çeşitli çevresel ortamlarda,
00:19:19.16 okyanuslar ve toprak dahil.
00:19:22.08 Ve bu ayarların her birinde,
00:19:24.01 nasıl uygulanacağına dair artan bir ilgi var.
00:19:26.15 bakteriler ökaryotların biyolojisini etkiliyor olabilir
00:19:29.07 ilişkili oldukları.
00:19:31.15 Bu ihtimal bizi heyecanlandırıyor
00:19:34.02 az önce size anlattığım bu etkileşim
00:19:36.12 anlamaya yardımcı olmak için kullanılabilir
00:19:39.16 etkileşimlerin altında yatan mekanizmalar
00:19:41.10 bakteri ve ökaryotlar arasında.
00:19:43.26 Şimdi, neden.
00:19:46.01 Bakteriler konusunda neden bu kadar heyecanlanalım ki?
00:19:47.27 Ve buna biraz ima ettim,
00:19:49.13 ama sana söylemek istiyorum.
00:19:51.05 Yedeklemek ve size biraz bağlam vermek istiyorum
00:19:53.03 bakterilerin neden bu kadar önemli bir faktör olduğu hakkında
00:19:58.08 araştırmaya çalışmak için
00:20:00.12 Hayvanların kökenlerini düşündüğünüzde.
00:20:01.23 Ve bunu yapmak için geri dönüş makinesine gitmem gerekiyor.
00:20:04.06 Size Dünya'daki yaşamın tarihini hatırlatmam gerekiyor.
00:20:08.06 Ve bunun için,
00:20:10.13 Bu zaman çizelgesini kullanacağım
00:20:12.13 içinde hayat hakkında düşündüğümüz, hayatın tarihi,
00:20:14.07 burada üstte şimdiki zamandan başlayarak,
00:20:16.09 Dünya'nın başlangıcına geri dönüyor
00:20:19.09 ve kabuğun katılaşması,
00:20:21.13 ve son evrensel ortak ata olduğunu düşündüğümüzü söylüyoruz
00:20:24.25 hayatın
00:20:26.16 mertebesinde 3 milyar yıl önce yaşadı.
00:20:29.05 Ve en eski fosil kanıtı
00:20:32.00 ömür boyu elimizde
00:20:34.00 stromatolitlerinkidir.
00:20:36.16 Bunlar büyük, çok hücreli
00:20:38.26 bakteri kümeleri.
00:20:40.23 Esasen bir bakteriyel biyofilmdirler,
00:20:43.01 ve bu tür morfolojilerin temsilcilerini koruyoruz,
00:20:46.17 burada, bugün.
00:20:48.25 İşte modern bir stromatolit örneği,
00:20:50.26 ve bu karmaşık formlar
00:20:53.10 bakteriler tarafından üretilir,
00:20:55.16 ve gerçekten harika bir sürü iş var
00:20:57.19 adreslemek için yapılıyor
00:21:01.00 Bakteri metabolizmasının nasıl olduğu
00:21:04.04 Dünya'nın jeokimyasını etkiledi,
00:21:07.23 değil, aynı zamanda diğer organizmaların yaşamı.
00:21:10.27 Ve şimdi fark ettiğimiz şey,
00:21:13.26, fosilleri olan hayvanlar
00:21:17.05 kurtarılmadı.
00:21:19.01 bilirsiniz, en eski hayvan fosilleri
00:21:21.16, yaklaşık 5-600 milyon yıldan daha yaşlı değil
00:21:24.17 ve genel olarak en eski çok hücreli ökaryotlar
00:21:27.14 bir milyar yaşında,
00:21:29.16 bu çok hücreli ökaryotlar
00:21:31.20 zaten egemen olan ortamlarda gelişti
00:21:36.10 bakteri yığınlarıyla dolup taşıyor.
00:21:38.22 Kökeni anlayacaksak
00:21:40.24 çok hücreli ökaryotlar,
00:21:42.20 onların atalarının nasıl olduğunu anlamamız gerekiyor.
00:21:45.02 bir dünyayla başa çıktı
00:21:47.09 zaten bakteri tarafından doldurulmuş ve kolonize edilmişti.
00:21:51.19 Bu, belirtmek istediğim önemli bir nokta
00:21:53.21 hayvan kökenlerinin bakteriyel bağlamı hakkında.
00:21:56.18 Belirtmek istediğim ikinci nokta
00:21:58.20, Bölüm I'de bahsettiğim bir şeye geri dönüyor,
00:22:01.02 ve işte bu,
00:22:02.19 choanoflagellates çalışmasıyla,
00:22:04.09 yeniden inşa edebildik
00:22:06.14 İlk hayvanların biyolojisinin bazı önemli yönleri.
00:22:08.29 Ve böylece, bahsettiğimi hatırlayabilirsin
00:22:11.02 ilk hayvanları düşündüğümüz
00:22:13.08 muhtemelen yaka hücreleri vardı
00:22:15.06 ve daha da önemlisi,
00:22:17.28 o ilk hayvanların bakteri ile uğraştığını,
00:22:21.05 yani bakteri yediler.
00:22:23.08 Bakteri yiyerek geçimlerini sağlarlar.
00:22:25.15 Ve şimdi biliyoruz ki bakterilerle etkileşimler
00:22:29.03 yaşam tarihinin zorunlu bir parçasıydı
İlk hayvanlardan 00:22:31.17.
00:22:33.28 Vurmak istediğim son nokta
00:22:38.28 Yaşayan hayvanlara bakarsanız,
00:22:41.19 gördüğünüz şey bu gelişme
00:22:43.25 bu çeşitli organizmaların çoğunda
00:22:45.27 bakteriyel sinyallerle düzenlenir.
00:22:48.19 Bu vakalardaki zorluk.
00:22:50.18 şimdi, açıkçası, çok fazla ilgi var,
00:22:52.28 ama zorluk şu ki, şuna bakıyoruz
00:22:55.05 büyük, karmaşık çok hücreli organizmalar
00:22:57.28 birlikte büyüyen
00:23:00.04 çeşitli ve karmaşık mikrobiyota topluluklarıyla,
00:23:04.19 ve bu onu çok zorlaştırdı
00:23:06.22 mekanizmalar hakkında bir şeyler öğrenmeye çalışmak için
00:23:08.29 bu önemli etkileşimlerin altında yatan şeydir.
00:23:11.25 Ve şimdi yaptığımız şey
00:23:15.02 bu etkileşimi kullanıyor
00:23:17.21 Algoriphagus bakterisi ve choanoflagellate S. rosetta arasında
00:23:21.01 basit bir biyo-tahlil olarak
00:23:24.09 bakteriyel sinyal moleküllerini keşfetmek için
00:23:26.11 anlamamıza yardımcı olacağını düşündüğümüz
00:23:28.20 bu gelişimsel anahtarın düzenlenmesi,
00:23:31.16 ancak potansiyel olarak alaka düzeyine sahip olacak
00:23:33.29 diğer sistemlere de.
00:23:35.20 Şimdi şunu söylemeliyim
00:23:38.01 bu çok heyecan verici ama aynı zamanda zorlu bir süreçti,
00:23:41.15 kısmen çünkü kesinlikle hiçbir fikrimiz yoktu
00:23:44.03 Sinyal moleküllerinin doğasının ne olduğu.
00:23:48.20 Bir süre karanlıkta dolaştıktan sonra,
00:23:51.14 bakmaktan gelen bir ipucumuz vardı
00:23:55.06 Bacteroidetes hakkında olağandışı olana,
00:23:57.11 bakterilerdir. büyük bakteri grubu
00:23:59.22 Algoriphagus üyesidir.
00:24:03.25 Yani, Bacteroidetes
00:24:06.25 aslında, bu grubun diğer üyeleri gibi,
00:24:08.20 bir dış zar ve bir iç zar.
00:24:11.28 LPS ve peptidoglikan adı verilen bileşenlere sahiptirler.
00:24:14.17 bilinen indükleyiciler
00:24:18.09 hayvanlarda bağışıklık sistemi bileşenleri,
00:24:22.04 ama aynı zamanda alışılmadık bir lipit grubuna da sahipler.
00:24:24.18 sfingolipidler denir
00:24:26.23 ve yakından ilişkili sülfonolipidler,
00:24:28.29 ve bunların olağandışı olduğunu söylüyorum,
00:24:30.26 ama aslında ökaryotlarda oldukça yaygındırlar.
00:24:32.29 İçinde bulunduğu bakterilerde
00:24:36.15 Bu tür lipidleri sık sık görmezsiniz.
00:24:39.13 Ve böylece, çeşitli nedenlerle,
00:24:42.02 potansiyel bir kaynak olarak bu lipit grubuna odaklandık
00:24:45.12 sinyalizasyon faaliyeti.
00:24:48.01 Ve bunu yapmak için,
00:24:50.14 Gerçekten en iyi işbirliklerinden birini kurduk
00:24:53.27 kariyerimde.
00:24:55.12 Harika bir deneyim oldu.
00:24:57.01 Jon Clardy ile işbirliği yapıyoruz.
00:24:58.24 Harvard Tıp Okulu'nda kimler var
00:25:01.01 ve birçok sistemde harika işler yaptı
00:25:04.17 biyoaktif moleküllerin geri kazanılmasında.
00:25:07.07 Ve böylece, o ve grubu ne yaptı?
00:25:10.10 Algoriphagus'u aldılar mı,
00:25:12.18 sfingolipid fraksiyonunu çıkardılar
00:25:16.10 dış zarından,
00:25:18.13 ve sonra.
00:25:21.21 bu sfingolipidlerle baş etmek çok zordur,
00:25:23.20 yani ilk geçişimizde,
00:25:25.23 artık farklı yaklaşımlar kullanmaya başladık,
00:25:28.01 ama laboratuvarından insanlar yumruk atıyor
00:25:31.18 prep-TLC adlı bir işlem kullandı,
00:25:34.05 ve bu ince tabaka kromatografisidir,
00:25:36.19 tüm bu sfingolipidleri ayırmak için,
00:25:39.28 ve sonra onları bu tabaktan kazıyarak çıkarırlardı
00:25:43.01 ve onları test edeceğimiz laboratuvarıma gönder
Biyolojik tahlilde 00:25:45.00
00:25:46.27 ve bu kesirlerin bunu yapabilecek kapasitede olup olmadığına bakın.
00:25:49.23 rozetleri indüklemek veya etmemek.
00:25:51.10 Ve buna dayanarak,
00:25:53.03 o zaman
00:25:55.23 ve kütle spektroskopisi ile analiz edin.
00:25:58.25 Ve böylece, bu yinelemeli bir süreçti.
00:26:01.09 Bakteri örneklerini gönderirdik,
00:26:03.09 onları parçalara ayırırlardı,
00:26:04.27 bize kesirleri gönderirlerdi,
00:26:06.20 test ederdik, bilgiyi gönderirdik.
00:26:08.02 ileri geri oldu,
00:26:11.01 ve uzun bir dizi analiz aracılığıyla
00:26:13.23 sonunda tanımlayabildik
00:26:15.18 yeteneğine sahip ilk bakteri molekülü
00:26:18.12 rozet gelişimini tetikler
00:26:20.15 ve işte bu molekül.
00:26:22.17 Rozet indükleyici faktör 1 için buna RIF-1 adını verdik,
00:26:25.00 ve artık bunun için bir yapımız var,
00:26:26.23 çok heyecan verici,
00:26:28.18 ve kimyası hakkında da bir şeyler biliyoruz.
00:26:31.28 Yani, RIF-1 bir sfingolipid değildir.
00:26:35.01 Aslında farklı bir molekül sınıfında
00:26:37.16 sülfonolipidler olarak adlandırılır,
00:26:39.14 ve sülfonolipidler sfingolipidlerden farklıdır
00:26:42.23 bir sülfonik asit ana grubuna sahip oldukları için
00:26:45.13 bir uçta.
00:26:47.16 Bu molekül sınıfı
00:26:50.09'un sinyalizasyona dahil olduğu daha önce gösterilmemiştir,
00:26:52.21 bu heyecan verici çünkü buzdağının görünen kısmı.
00:26:55.04 Bu tür moleküller
00:26:57.09 geniş kapsamlı rollere sahip olabilir
00:26:59.05 ve şimdi onları incelemeye başlayabiliriz.
00:27:01.06 Bilinen şu ki, bakterilerde,
00:27:03.06 kayma hareketliliğini düzenlemede rolleri var gibi görünüyor.
00:27:07.28 Yani, bu molekül
00:27:11.01 fraksiyonlara ayırabilir ve bakterilerden izole edebiliriz,
00:27:12.26 ama aslında bir şekilde çalışıyor
00:27:15.10, çevrede gerçek bir role sahip olmasıyla tutarlıdır.
00:27:18.09 Böylece saflaştırılmış RIF-1'i aldık
00:27:21.11 ve belirlemeye çalıştı
00:27:24.15 molekülün konsantrasyonu
rozet gelişimini teşvik etmek için gerekli olan 00:27:26.13,
00:27:28.19 ve heyecan verici sonuç aslında
00:27:32.03 RIF-1 muazzam derecede güçlüdür.
00:27:34.14 Rozet gelişimini tetikleyebilir.
00:27:36.21 yine burada gösteriyorum
00:27:39.10 y ekseni boyunca rozet gelişiminin kapsamı
00:27:41.25 ve x ekseni boyunca RIF-1 konsantrasyonu,
00:27:46.09 ve umduğum şey şudur:
00:27:48.00 Rozet gelişiminin maksimum indüksiyonunu alıyoruz
00:27:50.22 femtomolar aralıktaki konsantrasyonlarda,
00:27:54.16 ve böylece bu.
00:27:56.10 sadece bu seviyelerde aktif olmakla kalmaz,
00:27:58.12 ama bunlar RIF-1'i bulduğumuz seviyeler
00:28:01.19 şartlandırılmış ortamda,
00:28:03.09 ve dolayısıyla RIF-1'in etkinliği tamamen tutarlıdır
00:28:06.03 önemli bir işlevi var
00:28:08.09 çevresel konsantrasyonlarda.
00:28:10.04 Bu çok heyecan vericiydi.
00:28:11.27 Yani, yeni bir sinyal molekülü sınıfı,
00:28:13.22 çevreyle ilgili konsantrasyonlarda aktiftir,
00:28:16.26 hepsi iyi, ama şimdi asıl meseleye geliyoruz.
00:28:20.01 Size şunu göstermek istiyorum, aslında,
00:28:22.08 gördüğümüz maksimum tümevarım
00:28:24.07, hücrelerin yalnızca yaklaşık %5'i düzeyindedir
00:28:27.04 rozetlere girmek,
00:28:29.02 yani RIF-1'in önemli olduğunu gösteriyor,
00:28:31.00 Rozet indüksiyonu için yeterlidir,
00:28:32.28 ama hikayenin tamamı bu değil.
00:28:34.27 Ve şimdi yaptığımız şey
00:28:37.20 basit biyolojik tahlilimize geri dönüyor
00:28:39.20, şimdi, daha hızlı keşfedip keşfedemeyeceğimizi görmek için
00:28:42.00 diğer potansiyel bakteriyel sinyal molekülleri,
00:28:44.15 ve aslında bizde var.
00:28:47.15 Bu da yine işbirliğimiz sayesinde
00:28:49.16 Clardy laboratuvarı ile.
00:28:51.01 Şimdi geri döndük
00:28:53.09 ve daha geniş bir şekilde analiz edildi,
00:28:55.07 sadece sfingolipidler değil,
00:28:57.11 ancak lipid fraksiyonunun tamamı,
00:29:01.02 ve biz bu süreç boyunca,
00:29:02.27 diğer biyoaktif sinyal moleküllerini bulmak için.
00:29:05.19 Burada eluatın bu bölümünde RIF-1'i buluyoruz,
00:29:10.24 ama aynı zamanda birçok başka sülfonolipid,
00:29:13.15 tümü etkin değil,
00:29:15.08 ve bu önemli bir noktaya işaret ediyor.
00:29:17.02 RIF-1 aktif değil çünkü bir sülfonolipid.
00:29:19.22 RIF-1 özel bir sülfonolipiddir.
00:29:22.09 Diğer sülfonolipidlerin çoğu indükleyemez (rozet gelişimi).
00:29:25.25 Yani sıkı bir yapı-aktivite ilişkisi var
00:29:28.00 RIF-1 ile rozet gelişimini düzenleme yeteneği arasında.
00:29:31.11 Ancak bulduğumuz şey,
00:29:33.28 diğer sülfonolipid sınıfları
00:29:36.04 yapısal olarak RIF-1'e benzer
00:29:38.00 da tetikleme yeteneğine sahiptir.
00:29:40.07 Tamamen farklı bir lipid sınıfı var
00:29:42.16 LPE'ler veya lizofosfatidiletanolaminler olarak adlandırılır.
00:29:45.22 Bunlar RIF-1 ile sinerji oluşturabilir
00:29:48.18 ve diğer sülfonolipidler
00:29:50.17 rozet gelişimini desteklemek için.
00:29:52.18 Ve son olarak, başka bir lipit türü daha var
00:29:54.29 bu RIF'lerin bir antagonisti,
00:29:58.07 ve eğer onu choanoflagellate ile kuluçkaya yatırırsanız
00:30:02.03 ve ardından RIF-1, -2 veya -3'ü ekleyin,
00:30:04.23 Rozet gelişimini engellediğinizi fark ediyorsunuz.
00:30:07.05 Pek çok farklı, çeşitli biyoaktif lipid var.
00:30:10.08 Algoriphagus'ta mevcut,
00:30:12.15 ve bunları birlikte karıştırabiliriz
00:30:14.17 ve tüm indüksiyon aktivitesini yeniden oluşturun
00:30:17.00 normalde canlı Algoriphagus bakterilerinden elde ettiğiniz.
00:30:21.02 Yani, çeşitli biyoaktif moleküller var
00:30:23.13 biyo-tahlilimizi kullanarak zaten keşfettiğimiz,
00:30:26.04 Algoriphagus'tan,
00:30:27.26 ama ek olarak
00:30:30.13 Ayrıca birçok farklı bakteriyi araştırdık,
00:30:33.13 ve biyologlar bunu yapacak ve size söyleyeceğim şey,
00:30:36.01 Size çeşitli bakterilerden oluşan bir filogenetik ağacı gösteriyorum
00:30:39.05 ve bunun hakkında endişelenmenize gerek yok
00:30:41.20 Size gösterdiğim bakterileri okuyamıyorsunuz.
00:30:43.24 Vurgulamak istediğim nokta, çok çeşitli bakterilerin olduğu
00:30:45.27 şimdi test ettik,
00:30:47.26 ve bu karelerde gösteriliyor
00:30:50.04 Rozet oluşturup oluşturmadıklarını belirtiyorum.
00:30:53.04 Siyahla gösterilenler indükler.
00:30:54.29 Beyaz ile gösterilenler,
00:30:57.25 ve gri olanlar düşük seviyede indükler.
00:31:00.03 Ve böylece, bakteri çeşitliliği ağacında şunu bulduk,
00:31:02.28 birçok farklı bakteri buluyoruz
00:31:05.28 indükleyen ve bazıları kullanıyor gibi görünüyor
00:31:08.12 farklı biyoaktif molekül türleri
00:31:10.22 rozet gelişimini teşvik etmek için.
00:31:13.00 Son olarak, bilmek isteriz
00:31:15.16 Bu biyolojik tahlilin bize yardımcı olup olmayacağı
00:31:18.07 biyomedikal önemi olan bir şey bulun,
00:31:20.02 ve bu yüzden gerçekten araştırdık
00:31:22.18 omurgalı bağırsak sisteminin bakterileri,
00:31:24.23 bağırsak yolunun farklı bölümlerine bakarak,
00:31:27.13 ve yetenekli olup olmadıklarını test etmek
00:31:29.28 rozet gelişimini tetikler,
00:31:31.20 ve aslında yapabildiklerini görüyoruz.
00:31:33.17 Mide ve ince bağırsaktaki bakteriler
00:31:35.29 rozet gelişimine neden olmaz,
00:31:38.08 ama çekum ve kolondan gelen bakteriler yapar,
00:31:41.12 ve daha önce izlediğimiz stratejiyi izlersek
00:31:44.04 Algoriphagus'un keşfinde,
00:31:46.14 burada yapabiliriz
00:31:48.27 ve bu bakterileri kültürleyin ve tanımlayıp tanımlayamayacağımıza bakın
00:31:51.05 rozet gelişimini sağlayan türler,
00:31:53.12 ve biz de bunu yaptık,
00:31:55.08 ve şimdi belirli bakterileri keşfettik
00:31:57.10 bağırsak sisteminden
00:31:59.06 rozet gelişimini tetikleyebilen
00:32:00.27 ve biyoaktif molekülleri izole etmeye odaklanıyoruz
00:32:03.27 de bu organizmalardan.
00:32:06.25 Tamam, o zaman sana söylediklerimi tekrar edeyim.
00:32:10.16 Size rozet gelişiminin düzenlendiğini söylemiştim.
00:32:13.21 tamamlanmamış sitokinez sürecidir,
00:32:16.24 ve rozetlerdeki hücreler
00:32:19.04 bir kombinasyonla bir arada tutulur
00:32:21.24 hücreler arası köprüler ve ECM.
00:32:24.09 Dahası, keşfettiğimiz şey,
00:32:26.00 ve bu oldukça beklenmedikti,
00:32:28.04 gelişimsel anahtarın
00:32:30.07 tek bir hücrenin olup olmadığını kontrol eder
00:32:32.10 bir rozet, zincir koloniler oluşturacak,
00:32:35.26 veya başka bir tek hücre,
00:32:37.20 bu sadece genetik tarafından düzenlenmiyor
00:32:40.18 choanoflagellate,
00:32:42.09 ama aslında, daha da önemlisi,
00:32:44.18 serbest bırakılan sinyallerle
00:32:47.02 çevresel bakteriler tarafından.
00:32:50.24 Yani, Kısım I ve Kısım II üzerinde,
00:32:53.27 Sana bunları anlatıyordum
00:32:56.18 gerçekten ilginç organizmalar, choanoflagellates,
1800'lerde keşfedilen 00:32:59.16,
00:33:01.29 şimdi moleküler hale getirdiğimiz
00:33:03.23 ve genomik dönem.
00:33:05.15 Ve choanoflagellates çalışması sayesinde,
00:33:06.28 yeniden inşa edebildiğimizi görüyoruz.
00:33:09.02 İlk hayvanların biyolojisi
00:33:11.28 artan çözünürlükte,
00:33:13.29 ve en heyecan verici şeylerden biri
00:33:16.11 Sanırım bu tür çalışmalar sayesinde bulduk
00:33:18.20 gerekli olan genlerin çoğu
Hayvanlarda hücre-hücre etkileşimlerini düzenlemek için 00:33:20.27
00:33:23.21 ve geliştirme sürecini düzenlemek
00:33:26.08 aslında hayvanların kökeninden önce evrimleşti
00:33:29.00 ve genomlarda korunur
00:33:30.28 canlı choanoflagellates.
00:33:32.13 Bu harika oldu,
00:33:34.05 choanoflagellates'in bu pencereyi sağladığını öğrenmek için
00:33:36.00 hayvan kökenli.
00:33:38.27 Ayrıca, size bundan bahsetmiştim
00:33:42.00 çok hücreliliğe geçiş
00:33:44.02 aslında yaşam öyküsünde olan
00:33:46.04 yaşayan bir choanoflagellate, choanoflagellate S. rosetta.
00:33:49.06 Ve yaptığımız çok heyecan verici keşif
00:33:52.03 bu süreci mekanik ayrıntılarla inceleyerek
00:33:56.02, gelişimsel anahtarın
00:33:59.00 çok hücreli rozet koloniler oluşturmak için
00:34:01.08 aslında çevresel bakteriler tarafından düzenlenir.
00:34:04.23 Çok heyecan vericiydi,
00:34:07.04 Jon Clardy ile işbirliği yapıyoruz
00:34:09.11 biyoaktif molekülleri ortaya çıkarmak için,
00:34:11.06 ve bu şimdi bizi şu noktaya getiriyor:
00:34:13.24 düşünmeye başlayabiliriz
00:34:15.10 hikayenin choanoflagellate tarafı hakkında.
00:34:16.03 Nasıl oluyor da choanoflagellate oluyor
00:34:18.09 aslında bu bakteriyel sinyal moleküllerini mi algılıyor?
00:34:21.12 Üstelik bu etkileşimin olup olmadığını merak ediyoruz.
00:34:24.25, choanoflagellate soyuna özel bir şey
00:34:28.01 veya gerçekten bilgilendirici olup olmadığı
00:34:30.06 hayvan kökenlerinin altında yatan mekanizmalar hakkında.
00:34:32.21 Ve böylece, bu amaçla,
00:34:33.29 uzun vadede bilmek isteriz
00:34:36.06 Bu sinyal etkileşimini düzenleyen mekanizmaların olup olmadığı
00:34:40.15 bakteriler ve koanoflagellatlar arasında
00:34:43.03 etkileşimlerde korunabilir
00:34:45.06 hayvanlar ve onların ortak bakterileri arasında.
00:34:49.00 Yani, gerçek bir zevkti
00:34:51.10 size bu çalışmayı anlatıyor
00:34:53.07 ve bu fırsatı kullanarak teşekkür etmek istiyorum
00:34:55.12 birçoğu,
00:34:58.11 biliyorsun, hepsini listeleyemem,
00:35:000.00 ama laboratuvarımdaki herkese gerçekten teşekkür etmek istiyorum
00:35:01.26 ve ben burada sarı ile vurguladım,
00:35:03.26 çalışmaya gerçekten katkıda bulunan kişiler
00:35:05.21 burada tartıştım.
00:35:07.17 Mevcut üyelerden biri, Arielle Woznika,
00:35:09.11 ve birçok farklı mezun
00:35:11.29 bu proje için gerekli olan kişiler.
00:35:14.05 Ayrıca, minnettarlığımı ifade etmeliyim
00:35:17.10 Jon Clardy'ye,
00:35:19.19 gerçekten harika bir işbirlikçi olan
00:35:21.05 ve ondan çok şey öğrendim
00:35:23.02 ve harika bir deneyim oldu,
00:35:24.29 ve sonra tabii ki finansman ajanslarımız.
00:35:26.29 Kendinizi choanoflagellates tarafından büyülenmiş bulursanız
00:35:28.29 ve daha fazlasını öğrenmek istiyorsanız,
00:35:32.17 birçok insanı davet ediyoruz, bu topluluğu büyütmek istiyoruz,
00:35:35.02 ve choanoflagellates hakkında daha fazla bilgi edinebilirsiniz
00:35:37.13 bu çeşitli konumlarda,
00:35:39.06 ve daha da önemlisi bir choanoflagellate atölyemiz var
00:35:41.10 iki yılda bir, lütfen gelin ve bize katılın.
00:35:44.17 Ve seninle konuşmak bir zevkti.

  • />Bölüm 1: Hayvan çokhücreliliğinin kökeni

TEŞEKKÜRLER

Tüm katkıda bulunanlara teşekkür ederiz Dağlar, İklim ve Biyoçeşitlilik paha biçilmez çalışmaları ve bu tema üzerinde çalışmamız için bize motivasyon ve fikir veren birçok çalışma arkadaşı için. Alexander Rohrmann, Veronica Torres Acosta ve Matthias Bernet Tablo 1'de değerli geri bildirimler ve düzeltmeler sağladılar. Christine Bacon Şekil 1 için örnekler verdi. Yorumlar için Peter Linder, Luis Valente ve Jan Schnitzler'e teşekkür ederiz. AA, İsveç Araştırma Konseyi (B0569601), İsveç Stratejik Araştırma Vakfı ve Knut ve Alice Wallenberg Vakfı tarafından bir Wallenberg Akademisi Bursu aracılığıyla finanse edilmektedir.


Dersler

Davetli Sunumlar ve Paneller

İstilacı Türler İkisi de Değildir ve Neden Önemlidir? Maricopa Audubon Society, 3 Kasım 2015, ayrıca Boyce Thompson Southwest Arboretum, 14 Aralık 2015.

Web Semineri Sunumu: İstilacı Türler Hakkında Düşünmek. New Mexico Üniversitesi Kaliforniya Üniversitesi, Berkeley Alaska Üniversitesi, Fairbanks. Doğa Tarihi Biyolojisinin İnsani Boyutu 402-502, 2 Eylül 2014.

Web Semineri Sunumu: Yabani Otlar Nasıl İstilacı Oldu? Nebraska Üniversitesi, Lincoln, Kuzey Amerika İstilacı Bitki Kısa Kursu. 6 Şubat 2014. https://connect.unl.edu/p8ozwok9nem/

Sunum: Kalpler, Akıllar ve İstilacı Türler. Pestisitlerin Ötesinde 31. Ulusal Pestisit Forumu. Sürdürülebilir Aileler, Çiftlikler ve Gıda: Organik Uygulamalar Yoluyla Dayanıklı Topluluklar. New Mexico Üniversitesi, Albuquerque NM, 6 Nisan 2013

Çalıştay Panelisti: Organik Arazi Yönetimi ve En Yeni Alternatifler. Pestisitlerin Ötesinde 31. Ulusal Pestisit Forumu. Sürdürülebilir Aileler, Çiftlikler ve Gıda: Organik Uygulamalar Yoluyla Dayanıklı Topluluklar. New Mexico Üniversitesi, Albuquerque NM, 6 Nisan 2013

Sunum: Biyolojik istilalar istila değildir Ve bu neden bilim ve toplum için önemlidir?. Nevada Üniversitesi, Reno. Ekoloji, Evrim ve Koruma Biyolojisi Kolokyum Serisi.
Reno, NV 21 Şubat 2013.

Moderatör: Film tartışma paneli, Watershed: Yeni Batı için yeni bir su etiği keşfetmek. Arizona Eyalet Üniversitesi, Küresel Sürdürülebilirlik Enstitüsü ve Arizona Kıyı Konseyi, Tempe AZ,
27 Eylül 2012.

Panelist: Bilim Dergisi, ScienceNOW Canlı Sohbet: İstilacı Tür Tehditleri mi Yoksa Yanlış Anlaşıldı mı? 26 Temmuz 2012. http://news.sciencemag.org/sciencenow/2012/07/live-chat-invaziv-species--thre.html

Panelist: Bir Babayı Evlat Edinmek ve Uyarlamak: Charles Elton'ın İstila Biyolojisine Anlamı. Sydney Üniversitesi Çevre Beşeri Bilimler Grubu Konferansı: İstila Ekolojilerini Yeniden Düşünmek: Doğa, Kültürler, ve Antroposen Çağında Toplumlar. Sidney, NSW, Avustralya Haziran 2012.

Genel panelist: Biyolojik İstilaların Şaşırtıcı Tarihi: Belirli belirsizlikler, felsefi başarısızlıklar ve mecazi hatalar. Amerikan Balıkçılık Derneği, Idaho Chapter Yıllık Konferansı, Coeur d Alene Idaho, Mart 2012.

Yerliler ve Uzaylılar: İyi Bir Fikir Bile Değil. 30. Kamu Çıkarı Çevre Hukuku Konferansı, Eugene, Oregon, Mart 2012.

Sunum: Pragmatik Çevrecilik. Arizona Çevre Profesyonelleri Derneği. Scottsdale, AZ, 24 Mayıs 2011.

Panelist: Koruma Biyolojisi için İkinci Yıllık 21. Yüzyıl Zorlukları. Central Arizona Bölüm, Koruma Biyolojisi Derneği. Tempe, AZ Nisan 2011.

Sunum: Yerlilerin Nereden Geldiği. Kuzey Arizona Üniversitesi, Ormancılık Yüksek Lisans Öğrencileri Derneği Seminer Serisi. Flagstaff, AZ, 27 Ekim 2010. http://www.for.nau.edu/mosaddphp/Seminar/Recordings/101027/MattChew.html

Sunum: Fitocoğrafya: 175 Yıllık Olumsuz Yerlilik. Linnaeus'tan Yaşam Ansiklopedisine: Doğal Dünyada Çeşitliliği İzlemek. MBL-ASU Biyoloji Tarihi Yaz Semineri. Woods Hole, MA Mayıs 2010.

Panelist: Koruma Biyolojisi için 21. Yüzyıl Zorlukları. Koruma Biyolojisi Derneği, Central Arizona Chapter. Tempe, AZ Nisan 2010.

Sunum: Ev Gibisi Yok: Ekolojik Bilimin Rekabetçi Sosyal Metaforları. Tazmanya Üniversitesi: Hükümet ve Çevre Merkezi Okulu özel ortak sempozyumu. Hobart, Avustralya, Temmuz 2009.

Açılış Sunumu Hançer ve Yıldız. Sempozyum: İstila Ekolojisinin Elli Yılı Charles Elton'ın Mirası. Stellenbosch, Güney Afrika Kasım 2008.

Sunum: Gerçekten Bir İstila mı? McDowell Sonoran Conservancy, Scottsdale AZ, Haziran 2007.

Sunum: Başka Bir Dünyadan Canavarlar: Arizona Uzaylıları.Desert Botanik Bahçesi, Phoenix AZ, Temmuz 2002. (J.C. Stromberg ile birlikte)

Toplantılar, Çalıştaylar, Konferanslar ve Sempozyumlar: Katkıda Bulunan Sunumlar ve Posterler

"İstenmeyen! Tanıtılan Türlerin Suçlu Olarak İnsan Biçimlendirilmesi ve Kişileştirilmesi" Louisiana Eyalet Üniversitesi'nden Rachel Hall ile birlikte. Amerikan Çevre Tarihi Derneği Yıllık Toplantısı, San Francisco, CA, Mart 2014.

Değişen koruma hedefleri ve stratejileri: Başarısız metaforlar dizisi mi? (Sempozyum Bildirisi) Ecological Society of America Yıllık Toplantısı, Portland VEYA Ağustos 2012.

Kuralcı Siyasi Biyocoğrafya: Ulusal Kimlik ve İstilacı Yabancı Türler. Doğa ve Ulus Ağı İkinci Çalıştay: Doğanın Durumu. Bükreş, Romanya, Aralık 2011.

Son Ondokuzuncu Yüzyıl Natüralist: Charles Elton'ın Amerikan Tropiklerine Ziyaretleri. Uluslararası Bilim Tarihi, Felsefesi ve Sosyal Araştırmalar Derneği Bienali Toplantısı, Salt Lake City, Utah Temmuz 2011.

Daha sonra Boğulmuş Bulundu: Tempe Town Gölü'nden Kayda Değer Üç Koleksiyon. 8. Arizona Botanik Toplantısı. Elizabeth Makings tarafından sunulan E. Makings, L. Butler, Matthew Chew ve Juliet Stromberg. Phoenix AZ, Şubat 2011.

Değiştirilmiş Bir İnsan Türü ve Değiştirilmiş Bir Doğa Türü: Charles Elton'ın Bin Yıllık Koruma Vizyonu. Bilim Tarihi Derneği Yıllık Toplantısı, Montreal Quebec Kasım 2010.

Biyotik Yerlilik: Basitçe olumsuz bir fikre tarihsel bir bakış. Yaşam Bilimleri Okulu Seminer Serisi, Arizona Eyalet Üniversitesi, Tempe, AZ. Ekim 2009.

Anekeitasonomi: Botanik, Yer ve Aidiyet. Dünya Çevre Tarihi Kongresi, Kopenhag, Danimarka, Ağustos 2009.

Tamarisk: Beş Çerçeve. Uluslararası Bilim Tarihi, Felsefesi ve Sosyal Araştırmalar Derneği Bienali Toplantısı, Brisbane, Avustralya, Temmuz 2009.

Ilgın: İyi ve Güzelden Kötü ve Çirkin'e (davetli konferans yemeği sunumu) Arizona Kıyı Konseyi Yıllık Toplantısı, Camp Verde, Arizona. Nisan 2009.

İlhin ve Nehir Yönetiminde Bilim Adamlarının Rolü: Bir Mitolojinin Sürdürülmesi (poster, J. Stromberg, P. Nagler ve E. Glenn ile birlikte). Tamarisk ve Rus Zeytin Araştırma Konferansı, Reno, NV Şubat 2009 Amerika Ekolojik Derneği Yıllık Toplantısı, Albuquerque, NM, Ağustos 2009.

Ekoloji ve Doğası Olmayan Dünya. (Sempozyum Bildirisi). Amerika Ekolojik Derneği Yıllık Toplantısı, Milwaukee, WI Ağustos 2008.

İstila Biyolojisinin Unutulmuş Öncüleri (afiş). Ecological Society of America / Society for Ekolojik Restorasyon Ortak Yıllık Toplantısı, San Jose, CA Ağustos 2007. ayrıca Sempozyumda: Elli Yıl İstila Ekolojisi Charles Elton'ın Mirası. Stellenbosch, Güney Afrika Kasım 2008.

H.C. Watson ve İngiliz Fabrikalarının Hukuki Hak Talepleri, Uluslararası Bilim Tarihi, Felsefesi ve Sosyal Bilimler Derneği Bienali Toplantısı, Exeter, Birleşik Krallık, Temmuz 2007.

5 Dakikada 5000 Yıllık Ilgın. Özel Oturum Paneli, Ecological Society of America Yıllık Toplantısı, Memphis, TN Ağustos 2006.

Anekeitaxonomy: Biyolojik Aidiyet. Southwest Colloquium in the History and Philosophy of the Life Sciences, Davis, CA Mart 2006.

İstila Biyolojisinin Anti(?) Estetiği. Uluslararası Bilim Tarihi, Felsefesi ve Sosyal Araştırmalar Derneği Bienali Toplantısı, Guelph, Ontario, Kanada Temmuz 2005.

Yerlilik Değerlendirildi (Andrew L. Hamilton, UC San Diego ile birlikte) Southwest Colloquium in the History and Philosophy of the Life Sciences, Tempe AZ Mart 2005

Eleştirilen Habitat ile Tehlike Altında: Yanlış Çalıdaki Bir Kuş. Amerikan Çevre Tarihi Derneği Yıllık Toplantısı, Victoria, BC, Kanada Nisan 2004.

Karikatürün Maliyetleri: İstila Biyolojisi Bilim Okuma Yazmasızlığından Yararlanıyor mu? (Poster) Amerikan Biyolojik Bilimler Enstitüsü (AIBS) Yıllık Toplantısı, Washington, DC, Mart 2004.
ayrıca Gordon Research Conference on Science and Technology Policy, Big Sky, MT Ağustos 2004.

Ekolojik (ve diğer) Modeller Olarak Biyolojik İstilalar (M.D. Laubichler ile birlikte) Southwest Colloquium in the History and Philosophy of the Life Sciences, Austin, TX Mart 2004.

İnşaatçıların Reddettiği Taş: Marston Bates, Charles Elton ve İstila Ekolojisinin Temelleri. Uluslararası Bilim Tarihi, Felsefesi ve Sosyal Araştırmalar Derneği Bienali Toplantısı, Viyana, Avusturya, Temmuz 2003.

Tamarix'in Karışık Hikayesi: Durum Üzerine Bir Araştırma, Southwest Colloquium in the History and Philosophy of the Life Sciences, Tempe, AZ Şubat 2003.

İkinci En Büyük Tehdidin İstilası, Bilim Tarihi Derneği Yıllık Toplantısı, Milwaukee, WI, Kasım 2002.


Videoyu izle: 10. Sınıf Biyoloji - Hücre Bölünmesinin Nedeni -1. 2022 (Ağustos 2022).