Tabla de Contenidos
W 1809 roku francuski przyrodnik Jean Baptiste de Lamarck zaproponował prawo dziedziczenia cech nabytych. Według niej cechy nabyte za życia będą przekazywane następnym pokoleniom. Na przykład, według Lamarcka, te żyrafy, które wydłużyły swoje szyje, przekazały tę cechę swoim potomkom, co wyjaśniałoby cechy szyi współczesnych żyraf.
Z różnych badań wiadomo, że cechy nabyte nie są zakodowane w DNA jednostki, a zatem nie ma wystarczającego konsensusu naukowego, aby potwierdzić, że mogą być przekazywane potomstwu podczas reprodukcji. Aby cecha mogła zostać przekazana następnemu pokoleniu, musi być w twoim DNA. Biorąc to pod uwagę, teoria Lamarcka została niemal całkowicie odrzucona po 1930 roku.
Obecnie cecha nabyta jest definiowana jako cecha, która tworzy fenotyp w wyniku wpływu środowiska . Fenotyp jest wyrazem genotypu, czyli cech, które można zaobserwować (między innymi kolor oczu, wzrost, grupa krwi); Genotyp to geny organizmu.
Pomimo odrzucenia teorii Lamarcka, od lat 90. obserwuje się zjawiska, które najwyraźniej wskazują na coś, co wydaje się być dziedziczeniem nabytych cech. Przeprowadzono badania w tym zakresie na organizmach takich jak rośliny, robaki i plemniki niektórych ssaków.
Dziedziczenie cech nabytych u roślin
W 1962 roku w badaniu przeprowadzonym przez University College of Wales zaobserwowano, że rośliny lnu uprawiane na pożywkach bogatych w składniki odżywcze wykazywały trzykrotnie większą wagę w porównaniu z roślinami uprawianymi na pożywkach ubogich w składniki odżywcze. Ta cecha była przekazywana przez sześć pokoleń, niezależnie od warunków hodowli zastosowanych później. Widząc to, naukowcy doszli do wniosku, że indukcja nowych cech może być przekazywana w zależności od warunków środowiskowych i składu genetycznego roślin.
W latach 90. odnotowano inne przypadki dziedziczenia cech nabytych: karłowatość ryżu, różne czasy dojrzewania mieszańców pszenicy i żyta oraz wczesne kwitnienie roślin lnu były indukowanymi cechami, które również były stabilnie przekazywane przez co najmniej dwa pokolenia.
Jednak molekularne podstawy dziedziczenia cech nabytych nie są do końca poznane. Uważa się, że zmiany w ekspresji genów nie są indukowane zmianą sekwencji nukleotydów, to znaczy nie zachodzą w wyniku mutacji. Zamiast tego uważa się, że modyfikacja fenotypów następuje z powodu innych czynników, które reagują odwracalnie na bodźce zewnętrzne.
Dziedziczenie cech nabytych u zwierząt
W 2011 roku w Centrum Medycznym Uniwersytetu Columbia (CUMC) eksperymentowano z glistami, które rozwinęły odporność na wirusa i były w stanie przekazać tę odporność swojemu potomstwu przez kolejne pokolenia. Jest to bezpośredni dowód na to, że nabytą cechę można odziedziczyć bez udziału DNA.
W swoich badaniach naukowcy uznali, że interferencja kwasu rybonukleinowego (RNAi) jest zaangażowana w dziedziczenie nabytych cech. Zwykle RNAi bierze udział w obronie przed wirusami. Gdy wirus infekuje komórkę, RNAi rozkłada informacyjny kwas rybonukleinowy (mRNA), który normalnie występuje w komórce i jest kompatybilny z wirusem. W ten sposób wirus nie może się rozmnażać.
Produkcja RNAi może być sztucznie promowana poprzez dostarczanie wirusa zdrowym osobnikom. Aktywność immunologiczną wynikającą z tej procedury obserwuje się u leczonych zwierząt i ich potomstwa. Naukowcy doszli do wniosku, że zdolność do odpierania wirusa jest „zapamiętywana” w postaci wirusowego RNA, które następnie jest przekazywane kolejnym pokoleniom.
Z drugiej strony wiadomo, że RNA plemników może pośredniczyć w przekazywaniu fenotypów nabytych od ojca, a także fenotypów pochodzących ze stresu psychicznego i zaburzeń metabolicznych wywołanych dietą. Jednak wciąż nie wiadomo, ile rodzajów nabytych cech może zostać przekazanych potomstwu przez plemniki iw jakich okolicznościach to następuje.
U ludzi odnotowano przypadki dziedziczenia cech nabytych. Często wspomina się o niedożywionych holenderskich matkach w ciąży, których dzieci i wnuki okazały się podatne zarówno na otyłość, jak i inne zaburzenia metaboliczne.
Odkrycia te są interesujące dla epigenetyki, czyli badania zmian w funkcji genów, które są dziedziczone i nie pociągają za sobą zmiany w sekwencji DNA. Mimo kontrowersji wygodnie jest dokonać ponownej oceny dziedziczenia lamarckowskiego z punktu widzenia tej dyscypliny, biorąc pod uwagę cytowane badania na roślinach, nicieniach i plemnikach ssaków.
Źródła
Centrum Medyczne Uniwersytetu Columbia, CUMC. Instytut Medyczny Howarda Hughesa. Nabyte cechy mogą być dziedziczone przez małe RNA , 2011.
Chen, Q., Yan, W. i Duan, E. Epigenetyczne dziedziczenie nabytych cech poprzez RNA plemników i modyfikacje RNA plemników . Nat Rev Genet, 17, 733–743, 2016. https://doi.org/10.1038/nrg.2016.106
Sano H. Dziedziczenie cech nabytych u roślin: przywrócenie Lamarcka . Sygnalizacja i zachowanie roślin , 5(4), 346–348, 2010. https://doi.org/10.4161/psb.5.4.10803
