Tabla de Contenidos
Vuonna 1809 ranskalainen luonnontieteilijä Jean Baptiste de Lamarck ehdotti hankittujen ominaisuuksien periytymislakia. Hänen mukaansa elämässä hankitut piirteet siirtyisivät seuraaville sukupolville. Esimerkiksi Lamarckin mukaan ne kirahvit, jotka pidentävät kaulaansa, välittivät tämän ominaisuuden jälkeläisilleen, mikä selittäisi nykyaikaisten kirahvien kaulan ominaisuudet.
Erilaisista tutkimuksista tiedetään, että hankittuja piirteitä ei ole koodattu yksilön DNA:han, ja siksi ei ole tarpeeksi tieteellistä yksimielisyyttä sen vahvistamiseksi, että ne voivat siirtyä jälkeläisille lisääntymisen aikana. Jotta piirre siirtyisi seuraavalle sukupolvelle, sen on oltava DNA:ssasi. Tämän huomioon ottaen Lamarckin teoria hylättiin lähes kokonaan vuoden 1930 jälkeen.
Tällä hetkellä hankittu ominaisuus määritellään ominaisuudeksi, joka tuottaa fenotyypin ympäristövaikutusten seurauksena . Fenotyyppi on genotyypin ilmentymä eli havaittavissa olevat ominaisuudet (mm. silmien väri, pituus, veriryhmä); Genotyyppi muodostaa organismin geenit.
Lamarckin teorian hylkäämisestä huolimatta 1990-luvulta lähtien on havaittu ilmiöitä, jotka ilmeisesti osoittavat hankittujen ominaisuuksien periytymistä. Tältä osin on tehty tutkimuksia organismeilla, kuten kasveilla, madoilla ja tiettyjen nisäkkäiden siittiöillä.
Kasveissa hankittujen ominaisuuksien periytyminen
Vuonna 1962 University College of Walesin tekemässä tutkimuksessa havaittiin, että runsaassa ravintoaineessa kasvatetut pellavakasvit painoivat kolme kertaa enemmän kuin ravinneköyhässä kasvualustassa kasvatetut pellavakasvit. Tämä ominaisuus periytyi kuuden sukupolven ajan riippumatta sen jälkeen käytetyistä viljelyolosuhteista. Tämän nähdessään tutkijat päättelivät, että uusien ominaisuuksien induktio voi siirtyä ympäristöolosuhteista ja kasvien geneettisestä rakenteesta riippuen.
1990-luvulla raportoitiin myös muita hankittujen ominaisuuksien periytymistapauksia: riisin kääpiöisyys, erilaiset kypsymisajat vehnän ja rukiin hybrideissä sekä pellavankasvien aikainen kukinta olivat indusoituja ominaisuuksia, jotka myös siirtyivät vakaasti ainakin kahdessa sukupolvessa.
Hankittujen ominaisuuksien periytymisen molekyyliperustaa ei kuitenkaan täysin tunneta. Uskotaan, että muutoksia geenin ilmentymisessä ei aiheudu nukleotidisekvenssin muuttamisesta, eli ne eivät tapahdu mutaatioiden vuoksi. Sen sijaan katsotaan, että fenotyyppien muutos johtuu joistakin muista tekijöistä, jotka reagoivat palautuvasti ulkoisiin ärsykkeisiin.
Hankittujen ominaisuuksien periytyminen eläimillä
Vuonna 2011 Columbia University Medical Centerin (CUMC) tutkimuksessa kokeiltiin sukkulamadoja, jotka kehittivät vastustuskykyä virukselle ja pystyivät välittämään immuniteetin jälkeläisilleen peräkkäisten sukupolvien ajan. Tämä on suora todiste siitä, että hankittu ominaisuus voidaan periytyä ilman DNA:ta.
Tutkimuksessaan tutkijat katsoivat, että ribonukleiinihappohäiriö (RNAi) oli osallisena hankittujen ominaisuuksien periytymisessä. Normaalisti RNAi osallistuu puolustautumiseen viruksia vastaan. Kun virus infektoi solun, RNAi hajottaa lähettiribonukleiinihapon (mRNA), joka on normaalisti läsnä solussa ja on yhteensopiva viruksen kanssa. Tällä tavalla virus ei voi lisääntyä.
RNAi:n tuotantoa voidaan edistää keinotekoisesti toimittamalla virusta terveille yksilöille. Tästä menettelystä johtuva immuuniaktiivisuus havaitaan hoidetuissa eläimissä ja niiden jälkeläisissä. Tutkijat päättelivät, että kyky torjua virusta ”muistataan” viruksen RNA:n muodossa, joka siirtyy sitten seuraaville sukupolville.
Toisaalta tiedetään, että siittiöiden RNA voi välittää isän kautta hankittujen fenotyyppien sekä ruokavalion aiheuttamien henkisestä stressistä ja aineenvaihduntahäiriöistä peräisin olevien fenotyyppien siirtymistä. Vielä ei kuitenkaan tiedetä, kuinka monen tyyppisiä hankittuja ominaisuuksia voidaan siirtää jälkeläisille siittiöiden kautta ja missä olosuhteissa tämä tapahtuu.
Ihmisillä on raportoitu joitakin hankittujen ominaisuuksien periytymistä. Usein mainitaan aliravittujen raskaana olevien hollantilaisten äitien, joiden lasten ja lastenlasten havaittiin olevan alttiita sekä liikalihavuudelle että muille aineenvaihduntahäiriöille.
Nämä havainnot kiinnostavat epigenetiikkaa, eli geenien toiminnan muutosten tutkimusta, jotka ovat periytyviä ja joihin ei liity muutosta DNA-sekvenssissä. Kiistoista huolimatta on tarkoituksenmukaista arvioida Lamarckin perinnöllisyys uudelleen tämän tieteenalan näkökulmasta ottaen huomioon mainitut tutkimukset kasveista, sukkulamadoista ja nisäkkäiden siittiöistä.
Lähteet
Columbia University Medical Center, CUMC. Howard Hughesin lääketieteellinen instituutti. Hankitut ominaisuudet voidaan periytyä pienten RNA:iden kautta , 2011.
Chen, Q., Yan, W. & Duan, E. Hankittujen ominaisuuksien epigeneettinen periytyminen siittiöiden RNA:iden ja siittiöiden RNA-muunnosten kautta . Nat Rev Genet, 17, 733–743, 2016. https://doi.org/10.1038/nrg.2016.106
Sano H. Kasvien hankittujen ominaisuuksien periytyminen: Lamarckin palauttaminen . Kasvien signalointi ja käyttäytyminen , 5(4), 346–348, 2010. https://doi.org/10.4161/psb.5.4.10803
