Регенерация хвостов у ящериц и саламандр происходит по-разному
7994
Добавить в закладки
Ученые выяснили, что регенерированный хвост саламандры по строению очень близок к оригиналу. У ящериц же новый хвост состоит полностью из хряща и не содержит нервных клеток, — пишет sciencenews.org.
По мнению исследователей, этот контраст обусловлен различиями между стволовыми клетками в спинном мозге животных.
Когда саламандра теряет свой хвост, нервные стволовые клетки в ее спинном мозге могут развиться в любой тип клетки нервной системы, включая нейроны. Но из-за эволюции, нейронные стволовые клетки ящериц «потеряли эту способность», — говорит соавтор исследования Томас Лозито — биолог из Университета Питтсбурга. Исследователи обнаружили, что ящерицы могут восстановить хрящ и кожу, но не могут регенерировать нервные клетки.
Лозито и его коллеги изучали нервные стволовые клетки
мексиканской амбистомы (Ambystoma mexicanum) и двух видов ящериц
– каролинского анолиса (Anolis carolinensis) и траурного геккона
(Lepidodactylus lugubris).
Это означает, что для того, чтобы восстановить хвост ящерицы в первозданном виде, достаточно изменить только ее стволовые клетки, а не все части хвоста.
Ученые смогли разгадать, почему ящерицы потеряли способность
восстанавливать нейроны, а саламандры нет. Ученые знают, что от
места вида в древе эволюции в некоторой степени зависит
способность организмов выращивать части тела. «Чем сложнее вид,
тем меньше он способен к восстановлению», — объяснила биолог
развития Катарина Люст из Исследовательского института
молекулярной патологии в Вене, которая не участвовала в
исследовании.
Исследователи планируют использовать редактирование гена CRISPR/Cas9, чтобы проверить, можно ли модифицировать нервные стволовые клетки ящерицы, чтобы восстановить идеальный хвост. В конечном счете ученые надеются, что в один прекрасный день стволовые клетки млекопитающих помогут им регенерировать разные части тела.
Следующая цель Томаса Лозито – «сделать первую мышь, которая может восстановить свой хвост».
[Фото: sciencenews.org]
нейроны нервные клетки регенерация хвоста саламандра спинной мозг стволовые клетки ящерица
Источник: www.sciencenews.org
Информация предоставлена Информационным агентством «Научная Россия». Свидетельство о регистрации СМИ: ИА № ФС77-62580, выдано
Федеральной службой по надзору в сфере связи, информационных технологий и массовых коммуникаций 31 июля 2015 года.
НАУКА ДЕТЯМ
Заседание президиума РАН 07.02.2023 – Прямая трансляция!
11:00 / Наука и общество, Трансляции
«Король издательского дела». 172 года назад родился Иван Сытин
10:00 / История, Персона, Чтение
Российские учёные извлекли из ледника в Антарктиде древний лёд возрастом 1 миллион лет
14:00 / Климат, Геология
В СПбПУ научились получать более точные снимки при диагностике глазных заболеваний
12:00 / Медицина, Физика
4 февраля родился Питирим Сорокин — социолог, культуролог и педагог
10:00 / История, Наука и общество
День российской науки. Пресс-конференция о задачах и перспективах — прямая трансляция
19:30 / Наука и общество
03.02.23 — Торжественное заседание, посвященное подведению итогов проекта «Онкопатруль»
19:29 / Здравоохранение, Медицина, Наука и общество
Обнаружено самое старое костяное острие копья в Америке
19:00 / История
Патогены научились прятаться от коллективного иммунитета муравьев
18:00 / Биология
В Крымском федеральном университете разработали «умный» замок
17:15 / Новые технологии
Памяти великого ученого.
Наука в глобальном мире. «Очевиднное — невероятное» эфир 10.05.2008
04.03.2019
Памяти великого ученого. Нанотехнологии. «Очевидное — невероятное» эфир 3.08.2002
04.03.2019
Вспоминая Сергея Петровича Капицу
14.02.2017
История новогодних праздников
01.08.2014
Смотреть все
Аутотомия у ящериц — что на самом деле отрастает и какой ценой
Мир полон опасностей, и каждый в нём выживает как может. В ходе эволюции у разных форм жизни развились свои механизмы защиты, обеспечивающие выживание их виду — мимикрия, танатоз и многое другое. Среди всего этого выделяется такой интересный механизм, как аутотомия.
Аутотомия (от греч. autós — «сам» и tomé — «отсечение») — способность животного отбрасывать какую-либо часть своего тела в случае угрозы. Это может быть не только атака хищника, но и, например, прищемление хвоста, а также ухудшение условий окружающей среды. Аутотомия свойственна не только ящерицам, но и многим другим живым организмам.
Например иглистым мышам (Acomys dimidiatus) [1], которые в случае опасности способны сбрасывать кожу. Кроме некоторых млекопитающих, а также рептилий и амфибий, аутотомия наблюдается у более чем 200 видов беспозвоночных.
Кажется, что это отличный механизм защиты, ведь организм способен восстанавливать утерянные части тела. В массовой культуре регенерация ящериц обыгрывается в ряде комиксов, мультфильмов и даже фильмов, в основе которых лежит идея о чудесных способностях, полученных благодаря смешению генов людей и рептилий. Однако всё не так просто. Рассмотрим на примере рептилий, что на самом деле стоит за этими красивыми представлениями.
Аутотомия
Скелет ящериц состоит из тазового, поясничного, шейного и плечевого отделов, которые соединяются позвоночником. Уникальность строения скелета состоит в том, что в хвостовых позвонках (на месте будущего разрыва) присутствуют неокостеневающие прослойки. В случае опасности мышцы в хвосте рефлекторно сокращаются, что вызывает разрыв тканей и последующее отделение хвоста.
Сокращение мышц также предотвращает излишнюю потерю крови, т.к. перетягивает кровеносные сосуды. 19 декабря 2012 года в журнале PLOS ONE было опубликовано исследование, указывающее на то, что у гекконов есть структурные метки, по которым рвутся хвосты. [2] Иными словами, места разрывов у некоторых видов не являются случайными.
При этом хвосты некоторых видов ящериц могут оторваться в любом из их участков, в зависимости от того, в каких условиях пришлось его отбросить. Таким образом они могут “экономить” энергию на восстановление конечности: необходимости регенерировать целый хвост попросту нет. Если говорить о стрессе, то тут длина отброшенного хвоста также зависит от вида. Например, сцинковый геккон (Teratoscincus scincus) — очень нежное существо, и может отбросить почти весь свой хрупкий хвост при грубом захвате. Со временем он также отрастает.
На фото: Щитковый сцинк (Eurylepis taeniolatus) с регенерированным кончиком хвоста. Автор: Андрей Затока
Лёгкость потери хвоста зависит от среды обитания.
Например, в 2009 году в ходе исследования зоологи предположили что в регионах, густо заселённых ядовитыми змеями, ящерицы обладают высокими показателями аутотомии. [3] Это связано с необходимостью быстро сбрасывать отравленные конечности, пока яд не убил жертву. Сложно утверждать, что именно гадюки стали причиной развитой аутотомии, но связь между этим явлением и высокой популяцией этих змей в регионе была установлена.
Аутотомия также происходит и в ходе боёв между самцами. Так, например, геккон-бананоед (Rhacodactylus) и древесный геккон (Hemidactylus leschenaultii) любят в битве оторвать хвост своему сопернику, потому что потерявшие хвосты особи становятся менее привлекательными партнёрами для спаривания. Иногда гекконы поедают оторванные хвосты противников. Североамериканская сцинцелла (Scincella laterale) может вернуться и съесть свой собственный хвост, если хищник им побрезговал.
На фото: Сетчатая ящурка (Eremias grammica) на охоте нередко откусывает кончики хвостов ящеркам и круглоголовкам.
Автор: Андрей Затока
Как восстанавливается хвост
Процесс регенерации тканей от раневой поверхности называется эпиморфоз. В эпиморфозе выделяют две стадии: регрессивную и прогрессивную.
В регрессивной фазе наблюдается остановка кровотечения и заживление открытой раны. Далее происходит разрушение мягких тканей ниже места ампутации, в разрушенных тканях начинается отёк и воспаление, а также фагоцитоз — процесс, при котором специальные клетки находят и переваривают твёрдые частицы. Закрывший рану эпидермис образует регенерационную бластему, из клеток которой впоследствии и появляется новая конечность. В регрессивной фазе в бластему врастают сосуды и нервные волокна.
В прогрессивной фазе начинается активный рост регенерационной бластемы. Она приобретает коническую форму, а часть её клеток создаёт основу для специализированных клеточных типов, формирующих структуру конечности. Со временем конечность растёт и приобретает нужную форму.
На фото: Серый геккон (Mediodactylus russowii) с регенерированным хвостом.
Старый хвост был оторван под самое основание. Автор Андрей Затока
Согласно исследованию 2017 года, у пятнистых эублефаров (Eublepharis macularius) процесс регенерации обусловлен нейральными стволовыми клетками и сигнальными белками, контролирующими их. [4] Они расположены в эпендиме и обычно находятся в состоянии покоя, активируясь только в случае необходимости регенерации тканей. Эти же клетки участвуют в регенерации и у других видов рептилий.
Однако новый хвост практически всегда хуже старого. Дело в том, что стволовые клетки не способны полностью воссоздать хвост рептилии из-за потери ими способности превращаться в особый тип нейронов, в отличие от тех же амфибий. Данный факт был установлен исследованием 2018 года, в ходе которого в повреждённых хвостах рептилий и амфибий стволовые клетки менялись местами. [5] Со временем хвост рептилии начал успешно наращивать кости и нервные клетки, в то время как с хвостом амфибии получился обратный эффект.
В итоге вместо полноценного и очень важного органа у рептилий отрастает “протез” из хрящей и кожи, который зачастую не выполняет большинства своих первоначальных функций.
Более, того, акция по отбрасыванию хвоста зачастую единоразовая. Хвост может оборваться только выше предыдущего разрыва, если он не был сорван до основания.
На фото: Панцирный геккон (Alsophylax loricatus) с новым хвостом, который оборвался практически у основания. Автор Андрей Затока
Не все рептилии могут заново отращивать хвосты. Так, например, реснитчатый бананоед (Correlophus ciliatus) не способен отрастить новый хвост взамен старого, и до конца жизни будет вынужден существовать без хвоста. Такие рептилии как игуаны, агамы, вараны и хамелеоны в большинстве своём вообще не способны отбрасывать хвосты.
На фото: реснитчатый бананоед (Correlophus ciliatus), у которого уже никогда не отрастёт потеряный хвост. Автор Андрей Затока
Интересно то, что у ящериц вместо одного может отрастать несколько хвостов, начина(ющихся) от места разрыва. Этот феномен связан с появлением и ростом новых хрящей, которых может быть разное количество. [6] Самое частое явление — это двухвостые ящерицы, но в 2015 году было проведено исследование, в ходе которого учёные обнаружили чёрно-белого тегу (Salvator merianae) с шестью хвостами на месте старого обрубка.
[7] Аутотомия может начаться и при неполном отрыве хвоста. В случаях, когда произошёл надрыв, но рептилии посчастливилось оставить хвост при себе, он не только заживал, но и отращивал новые на месте надрыва.
Плюсы и минусы аутотомии
Несомненным преимуществом данной способности становится тот факт, что рептилии могут воспользоваться воспроизводимой частью тела для спасения собственной жизни. Также аутотомия — механизм не только защиты, но и предупреждения. У сцинковых гекконов (Teratoscincus scincus) отброшенный хвост извивается и издаёт шипяще-шуршащие звуки, что предупреждает находящихся рядом особей об опасности. Это также может привести к тому, что и другие гекконы в испуге станут отбрасывать хвосты, оставив хищникам приманку в виде извивающегося хвоста. Кроме того, после аутотомии у ящерицы значительно увеличивается скорость бега. Поэтому если приманка не срабатывает, высокая скорость бега оказывает дополнительное преимущество.
К сожалению, у этого механизма довольно обширный список негативных эффектов, который он оставляет после себя.
Разберём эти моменты подробнее.
— Новый хвост хуже старого, или вообще не отрастает. Это говорит о том, что ящерицы либо полностью теряют полезные функции данной конечности, либо получают их обратно в неполном объёме. Зачастую новый хвост представляет из себя набор хрящей и кожи с жиром.
— У многих видов рептилий хвост является “кладовой” для запасов жира, а это в среднем более 50% от запасов всего организма. Теряя хвост, ящерица лишается этих запасов и, кроме необходимости затрачивать ресурсы на отращивание нового хвоста, ей придётся заново восстанавливать эти запасы. Если потеря хвоста случилась в условиях дефицита ресурсов или перед спячкой, высока вероятность того, что рептилия погибнет от недостатка питания.
— Рептилии используют хвост для коммуникации друг с другом. Например, они сигнализируют об опасности а также широко используются в брачном поведении. Поэтому, как уже было указано ранее, гекконам выгодно отрывать и поедать питательные хвосты соперников. Потеря хвоста резко понижает социальный статус особи не только из-за частичной потери возможности социальной коммуникации, но и времененной или полной потери размера, что у многих животных является определяющим факторов в битвах за ступени социальной лестницы.
Такие рептилии могут быть полностью изгнаны за пределы мест охоты и отдыха местных особей.
— Потеря хвоста может влиять на локомоцию рептилии. Это связано с наличием у них бедренно-хвостовых мускулов, которые могут крепиться очень близко к областям, подверженным локомоции, и повреждаться в процессе отрыва. Впоследствии это негативно сказывается на возможности ящерицы бегать. Кроме этого рептилиям либо становятся недоступными, либо значительно затрудняются такие виды движения как прыжки, плавание, бег на задних лапах и всё, что практически невозможно совершить без хвоста. При отрастании нескольких хвостов вместо одного ухудшается манёвренность, увеличивается вес ящерицы и снижается скорость, что напрямую влияет на её выживание в окружающей среде.
Так что в итоге?
Аутотомия — в критических ситуациях очень полезный и эффективный инструмент для выживания. Однако для ящериц он грозит либо полной потерей конечности, либо получением конечности худшего качества, либо голодной смерти из-за тяжелой ситуации в окружающей среде.
Процесс регенерации очень сложный, занимает не меньше месяца и всегда наносит тяжелый удар не только по здоровью особи, но и по её социальному положению. Это может грозить полным изгнанием из привычного ареала обитания, невозможностью вступать в битвы за самок и дажегибелью. Процесс аутотомии и регенерации несовершенный и грозит некоторыми побочными эффектами, например, отрастанием нескольких конечностей вместо одной. При аутотомии также страдает локомоция особи, что делает её более уязвимой для хищников и своих же сородичей.
У такого навыка для рептилий только одна польза — сохранение жизни. Но и это не всегда удаётся даже без дальнейшего участия хищников. Рептилии очень неохотно расстаются со своими хвостами. Безусловно, существуют довольно пугливые особи, отбрасывающие хвост при небольших стрессах, но их довольно мало среди всего разнообразия видов.
Автор: Екатерина Хананова. Редактор: Дарья Кустовская.
Научный консультант и автор фотографий: Андрей Львович Затока, зоолог и специалист по экзотическим животным, хранитель зоодома “Кобры-Мобры”.
Источник
Рекомендуется к просмотру:
Хоботный анолис
Чем человек отличается от животного
Вы даже представить себе не можете, как трудно споить хомяка
С помощью стволовых клеток ящерица впервые за 250 миллионов лет регенерирует идеальный хвост.
Вид ящерицы, известный как траурный геккон, может регенерировать свой хвост, но замена представляет собой несовершенную копию оригинала. (Фото Lozito Lab) Ящерицы могут отращивать отрубленные хвосты, что делает их ближайшими родственниками человека, способными регенерировать потерянный придаток. Но вместо первоначального хвоста, который включает в себя позвоночник и нервы, замещающая структура представляет собой несовершенную хрящевую трубку. Теперь впервые исследование под руководством Университета Южной Калифорнии в Nature Communications описывает, как стволовые клетки могут помочь ящерицам регенерировать лучшие хвосты.
«Это один из немногих случаев, когда регенерация придатка была значительно улучшена с помощью терапии на основе стволовых клеток у любой рептилии, птицы или млекопитающего, и это дает информацию об усилиях по улучшению заживления ран у людей», — говорится в соответствующем исследовании. автор Томас Лозито, доцент кафедры ортопедической хирургии, биологии стволовых клеток и регенеративной медицины в Медицинской школе Кека Университета Южной Калифорнии.
Эти новые и улучшенные хвосты ящериц демонстрируют то, что известно как «дорсо-вентральное строение» — это означает, что у них есть скелетная и нервная ткань на верхней или дорсальной стороне и хрящевая ткань на нижней или вентральной стороне.
«Ящерицы существуют уже более 250 миллионов лет, и за все это время ни у одной ящерицы до сих пор не отрастал хвост с дорсо-вентральным узором», — сказал Лозито. «Моя лаборатория создала первые регенерированные хвосты ящериц с узорчатыми скелетами».
youtube.com/embed/zkWjL6nhxqU?feature=oembed» frameborder=»0″ allow=»accelerometer; autoplay; clipboard-write; encrypted-media; gyroscope; picture-in-picture» allowfullscreen=»»> Чтобы добиться этого, группа ученых из медицинских школ USC и Университета Питтсбурга проанализировала, как формируются хвосты ящериц во время регенерации взрослых особей по сравнению с эмбриональным развитием. В обоих случаях нервные стволовые клетки или НСК — стволовые клетки, из которых построена нервная система, — играют центральную роль.
Взрослые НСК производят молекулярный сигнал, который блокирует формирование скелета и нервов и стимулирует рост хрящей, эффективно «вентрируя» обе стороны хвоста. Это приводит к хрящевой трубке, типичной для регенерированных хвостов.
Даже в отсутствие этого вентрального сигнала взрослые НСК не способны генерировать новую нервную ткань для дорсальной стороны хвоста.
Напротив, эмбриональные НСК продуцируют этот «вентрализирующий» сигнал только в хрящевой области, которая становится нижней или вентральной стороной хвоста.
Между тем, в отсутствие этого сигнала на верхней или дорсальной стороне развивается скелетная и нервная ткань. Таким образом, хвост приобретает сложный дорсо-вентральный рисунок, характерный для первоначальных эмбриональных придатков.
Однако, если эмбриональные НСК имплантированы в культи хвоста взрослых особей, они реагируют на вентрализирующий сигнал и не могут развиваться в дорсальные структуры.
Чтобы преодолеть эти препятствия, команда Лозито использовала инструменты редактирования генов, чтобы сделать эмбриональные НСК невосприимчивыми к вентрализирующему сигналу, и хирургическим путем имплантировала эти клетки в культи хвоста взрослых особей, что привело к регенерации идеальных хвостов.
«Это исследование дало нам необходимые практические знания о том, как улучшить регенеративный потенциал организма», — сказал Лозито. «Совершенствование несовершенного регенерированного хвоста ящерицы дает нам план для улучшения заживления ран, которые не регенерируют естественным путем, таких как отрубленные человеческие конечности и спинной мозг.
Таким образом, мы надеемся, что наши исследования ящериц приведут к медицинским прорывам в лечении трудноизлечимых травм».
Дополнительные соавторы: Рикардо Лондоно и Аарон X. Сан из Медицинской школы Университета Питтсбурга, а также Меган Л. Хадналл из Университета Южной Калифорнии.
Работа стала возможной благодаря гранту R01GM115444 Национального института общих медицинских наук, одного из Национальных институтов здравоохранения.
Упоминается в этой статье: Томас Лозито, доктор философии
Как ящерицы регенерируют свои хвосты: исследователи открыли генетический «рецепт»
20 августа 2014 г.
Поняв секрет того, как ящерицы регенерируют свои хвосты, исследователи смогут разработать способы стимуляции регенерации конечностей у людей. Теперь команда исследователей из Университета штата Аризона на один шаг приблизилась к разгадке этой тайны. Ученые открыли генетический «рецепт» регенерации хвоста ящерицы, который может сводиться к использованию генетических ингредиентов в нужной смеси и количествах.
Междисциплинарная группа ученых использовала инструменты молекулярного и компьютерного анализа нового поколения для изучения генов, задействованных при регенерации хвоста. Команда изучила регенерирующий хвост зеленой ящерицы анолиса (Anolis carolinensis), которая, будучи пойманной хищником, может потерять свой хвост, а затем отрастить его снова. Скачать полное изображение
Результаты опубликованы сегодня в журнале PLOS ONE.
«Ящерицы в основном используют тот же набор генов, что и люди», — сказал ведущий автор Кенро Кусуми, профессор Школы наук о жизни ASU и заместитель декана Колледжа свободных искусств и наук. «Ящерицы являются наиболее близкими человеку животными, которые могут регенерировать целые придатки. Мы обнаружили, что они включают по крайней мере 326 генов в определенных областях регенерирующего хвоста, включая гены, участвующие в эмбриональном развитии, реакции на гормональные сигналы и заживлении ран.
Другие животные, такие как саламандры, головастики лягушек и рыбы, также могут регенерировать свои хвосты, при этом рост происходит в основном на кончике. Во время регенерации хвоста все они включают гены так называемого «пути Wnt» — процесса, необходимого для контроля стволовых клеток во многих органах, таких как мозг, волосяные фолликулы и кровеносные сосуды. Однако ящерицы имеют уникальный образец роста тканей, который распространяется по всему хвосту.
«Регенерация — это не мгновенный процесс, — говорит Элизабет Хатчинс, аспирант программы молекулярной и клеточной биологии ASU и соавтор статьи. «На самом деле, ящерицам требуется более 60 дней, чтобы регенерировать функциональный хвост. Ящерицы образуют сложную регенерирующую структуру с клетками, прорастающими в ткани в ряде участков вдоль хвоста».
«Мы идентифицировали один тип клеток, который важен для регенерации тканей», — сказала Джин Уилсон-Ролз, соавтор и доцент Школы наук о жизни АГУ. «Так же, как у мышей и людей, у ящериц есть сателлитные клетки, которые могут расти и развиваться в скелетные мышцы и другие ткани».
«Используя технологии следующего поколения для секвенирования всех генов, экспрессируемых во время регенерации, мы раскрыли тайну того, какие гены необходимы для повторного роста хвоста ящерицы», — сказал Кусуми. «Следуя генетическому рецепту регенерации, найденному у ящериц, а затем используя те же самые гены в клетках человека, в будущем можно будет вырастить новые хрящи, мышцы или даже спинной мозг».
Исследователи надеются, что их результаты помогут открыть новые терапевтические подходы к травмам спинного мозга, восстановлению врожденных дефектов и лечению таких заболеваний, как артрит.
Школа наук о жизни АГУ является академическим подразделением Колледжа свободных искусств и наук.
Колледж свободных искусств и наук Исследовать
Сандра Леандер
Помощник директора по связям со СМИ, ASU Knowledge Enterprise
480-965-9865 [email protected]
Next Story
Новое исследование показывает, что тюлени и морские львы, вероятно, передают туберкулез людям
Новое исследование показывает, что туберкулез, вероятно, передавался от людей в Африке тюленям и морским львам, которые раньше принесли болезнь в Южную Америку и передали ее коренным жителям Европейцы высадились на континенте.
Читать статью
Еще статьи
20 августа 2014 г.
Туберкулез является одним из самых стойких и смертоносных инфекционных заболеваний в мире, от которого ежегодно умирает от одного до двух миллионов человек.
Ученые, изучающие туберкулез, давно спорят о его происхождении. Новое исследование показывает, что туберкулез, вероятно, распространился от людей в Африке к тюленям и морским львам, которые принесли болезнь в Южную Америку и передали ее коренным жителям до того, как европейцы высадились на континенте. Скачать полное изображение
В журнале Nature была опубликована статья «Геномы доколумбовых микобактерий показывают, что тюлени являются источником туберкулеза человека в Новом Свете».
«Мы обнаружили, что штаммы туберкулеза были наиболее тесно связаны со штаммами ластоногих, которые являются тюленями и морскими львами», — сказала исследователь Энн Стоун, профессор Школы эволюции человека и социальных изменений Университета штата Аризона.
Стоун и Йоханнес Краузе из Тюбингенского университета в Германии являются соруководителями проекта. В исследовании приняли участие исследовательские группы из Института Сангера Wellcome Trust в Великобритании и Швейцарского института тропического и общественного здравоохранения.
«То, что мы обнаружили, было действительно удивительным. Древние штаммы отличаются от любого известного штамма туберкулеза, адаптированного к человеку», — добавил Стоун.
Современные штаммы туберкулеза, циркулирующие в настоящее время, наиболее тесно связаны с штаммами, обнаруженными в Европе, и произошла полная замена более старых штаммов, когда европейская болезнь достигла Америки в эпоху географических открытий. Исследователи обнаружили, что геномы людей в Перу, датируемые примерно 1000 лет назад, предоставляют недвусмысленные доказательства того, что представитель штамма туберкулеза вызывал заболевание в Южной Америке до прибытия европейцев, поэтому ученые задались вопросом: «Какие типы штаммов туберкулеза существовали до контакт?»
«Век исследований — это время, когда люди перемещаются на очень большие расстояния по миру и вступают в контакт с другими.
Это время, когда распространяется много болезней», — сказал Стоун. «Это открывает много новых вопросов. Это соответствует биоархеологическим данным, которые показывают самые старые доказательства туберкулеза в Южной Америке».
«Связь с тюленями и морскими львами важна для объяснения того, как адаптированный к млекопитающим патоген, появившийся в Африке около 6000 лет назад, мог достичь Перу 5000 лет спустя», — сказал Краузе.
В ходе исследования исследователи собрали генетические образцы со всего мира и проверили их на наличие ДНК туберкулеза, используя достижения в области технологий за последние пять лет, которые позволяют более точно считывать геном из древних образцов. Из 76 образцов ДНК из мест до и после контакта в Новом Свете три из Перу около 750–1350 годов нашей эры содержали ДНК туберкулеза, которую можно было использовать. Затем исследователи сосредоточились на этих трех образцах и использовали захват на основе массива для получения и картирования полного генома.
Они были сопоставлены с большим набором данных современных геномов и линий животных. Результаты исследований показали четкую связь с линиями животных, особенно с тюленями и морскими львами.
«Наши результаты однозначно свидетельствуют о заражении людей ластоногими (морскими львами и тюленями) в доколумбовой Южной Америке. За последние 2500 лет морские животные, вероятно, заразились этой болезнью от африканского вида-хозяина и перенесли ее через океан к прибрежным жителям Южной Америки», — сказал Стоун.
Африка отличается наибольшим разнообразием среди штаммов туберкулеза, что означает, что возбудитель, вероятно, произошел с континента и распространился. После того, как туберкулез был установлен в Южной Америке, он, возможно, переместился на север и заразил людей в Северной Америке до того, как европейские поселенцы принесли новые штаммы.
«Мы предполагаем, что когда появились более вирулентные европейские штаммы, они быстро вытеснили штаммы ластоногих», — сказал Стоун.
«Для всех нас было неожиданностью обнаружить, что туберкулез, который, как раньше считалось, распространился по миру с древними миграциями людей, на самом деле является относительно молодой болезнью», — сказала Келли Харкинс, один из первых авторов исследования и недавний выпускник докторантуры Центра биоархеологических исследований АГУ.
«Важной перспективой для будущих исследований будет определение связи этих более старых форм с теми, что циркулируют в настоящее время, и теми, которые изолированы от других древних останков», — сказала Кирстен Бос, научный сотрудник Университета Тюбингена и еще один первый автор исследования. изучение.
Последствия исследования включают более глубокое понимание скорости и процесса адаптации, когда болезнь меняет хозяина. Это особенно интересно при рассмотрении болезней, которые передаются между видами — MERS, SARS и ВИЧ — и того, как они распространяются, добавил Стоун.
«Туберкулез — это болезнь, которая снова набирает обороты во всем мире.
Это исследование и дальнейшие исследования помогут нам понять, как болезнь передается и как болезнь может развиваться», — сказала Джейн Буйкстра, соавтор исследования, которая выявила туберкулез в большинстве случаев, использованных в исследовании. Буйкстра — профессор регентов ASU и директор Центра биоархеологических исследований.
Колледж свободных искусств и наук Институт происхождения человека Исследовать
Глобальное взаимодействие
Эксперты со всего мира собираются, чтобы обсудить права коренных народов
Кампус Темпе
Школа социальной и семейной динамики Т.
Денни Сэнфорда
Коренной американец
Здравоохранение
Решения Конференция направлена на повышение осведомленности о здоровье мозга чернокожих мужчин Кампус Темпе Колледж свободных искусств и наук Барретт, Колледж с отличием Школа журналистики и массовых коммуникаций Уолтера Кронкайта
Аризона Импакт Принимающий комитет Суперкубка окрашен в темно-бордовый и золотой цвета Кампус в центре Феникса Кампус Темпе Школа журналистики и массовых коммуникаций Уолтера Кронкайта Школа бизнеса WP Carey
Жизнь солнечного дьявола Thunderbird в ASU для обеспечения виртуальной реальности в центре Феникса Кампус в центре Феникса Школа глобального менеджмента Thunderbird в АГУ Школа глобального менеджмента Thunderbird Технологии
Открытия Понимание роли генетики в депрессии, употреблении психоактивных веществ Кампус Темпе Кафедра психологии Колледж свободных искусств и наук Психология
легкая атлетика
На пути к равенству в спорте
Кампус Темпе
Школа социальной и семейной динамики Т.