研究人員如何追蹤數個世紀以來的線粒體DNA?
—M. Sivak,紐約州歐文頓
南卡羅來納大學的生物學家伯特·伊利提供了以下解釋
線粒體DNA(mtDNA)從一代到下一代的變化非常小,甚至根本沒有變化。mtDNA僅從母親傳給孩子;父親無法傳遞他們的mtDNA。
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突變(變化)確實會線上粒體DNA中發生,但並不頻繁——少於每100個後代發生一次。因此,一個人的mtDNA可能與其直系母系祖先(追溯到十幾代)的mtDNA相同,這種共同的遺傳可以用來將人們跨越很長的時間聯絡起來。例如,如果某種型別的mtDNA主要在非洲發現,那麼我們可以得出結論,來自世界其他地方擁有該型別mtDNA的人的母系祖先來自非洲。
與大多數DNA不同,線粒體DNA不在我們的染色體中,甚至不在我們細胞的細胞核(包含所有染色體的中心封閉結構)中。線粒體是存在於所有植物和動物細胞中的小型膜結合結構,負責產生細胞功能所需的大部分能量。每個線粒體都包含自己的DNA和自己的蛋白質合成機制。
在人們開始環遊世界之前,mtDNA中發生的罕見變化導致每個大陸上都存在獨特的mtDNA型別。因此,科學家可以根據mtDNA區域(即所謂的HvrI,突變最有可能發生的地方)將大多數當代線粒體DNA分配到其起源大陸。科學家可以分析HvrI,以找到從一代又一代的母親傳給女兒的mtDNA中所有過去突變的記錄。這些累積的突變是每個大陸上發現的獨特線粒體DNA的基礎。
在各大洲內部,也存在區域性的mtDNA變異。由於女性的後代很可能在附近定居,因此起源於她的mtDNA的突變通常將侷限於她居住的當地區域。當然,每當人們從一個地方搬到另一個地方時,他們都會隨身攜帶mtDNA。例如,人們在撒哈拉以南非洲地區長期以來一直在廣泛遷移。因此,最近的一項研究表明,大約一半的非洲mtDNA在來自非洲多個國家的人們之間共享。
海貝或蝸牛殼是如何形成的?
德克薩斯州立大學的生物學家弗朗西斯·霍恩提供了答案
貝殼是軟體動物(如蛤蜊、牡蠣、蝸牛和許多其他動物)的外骨骼,不是由像典型的動物結構那樣的細胞組成的。它們主要由碳酸鈣和少量蛋白質組成——通常少於2%。
位於貝殼下方並與之接觸的地幔組織分泌蛋白質和礦物質以形成貝殼。首先,形成一層未鈣化的殼質層——蛋白質和幾丁質,一種增強的天然產生的聚合物。然後是高度鈣化的稜柱層,最後是珍珠層或珠母層。這個過程類似於鋪設鋼材(蛋白質)並在其上澆築混凝土(礦物質)。
陸地動物(如人類)的骨骼會隨著它們一起生長,而蝸牛和蛤蜊必須透過在邊緣新增新材料來逐漸擴大和延伸它們的貝殼。例如,蝸牛殼的最新部分位於動物探出頭的腔體周圍。它的地幔外緣不斷在這個開口處新增新的貝殼。
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