Kategoria: Naturaren eta osasunaren zientziak

Thomas Hunt Morgan (1866-1945) amerikar biologoak egindako ikerketek, bestalde, geneak bizidunen kromosometan kokatzen zirela zehaztu zuten. 1933. urtean, herentziaren teoria kromosomikoa adierazi zuen Morgan biologoak. Honela dio teoria horrek:

Kromosometan lerrokaturik dauden locus izeneko leku jakinetan proteina bat eratzeko nahikoa informazio duten partikula batzuk daude. Partikula horiek geneak dira.

Kromosomek gordetzen dute informazio genetikoa eta informazio hori ondorengo belaunaldiei transmititzeko gai dira.

Ikusi duzunez, teoria horren arabera, kromosomaren barruan dauden partikula batzuei deitzen zaie gene (hori da hitzaren esanahia, zentzu zehatzenean), eta gene horiek gai dira proteina eratzeko. Bestalde, DNAz osatutako kromosomak dira informazio genetikoa gorde eta ondorengoei transmititzen dietenak.

Kromosomen kopurua espezifikoa da, hau da, espezie bakoitzak kromosoma kopuru jakin bat du (Kromosoma grekozko chroma (kolorea) eta soma (gorputza) hitzetatik dator: kolorezko gorputza). Izaki baten zelula bakoitzak kromosoma kopuru hori bera izango du. Gizakiari dagokionez, zelula bakoitzak, zatiketa-garaian, 46 kromosoma ditu, gametoek edo ugal zelulek izan ezik; horiek zelula arrunten kromosoma kopuruaren erdia dute.

Espezie diploideetan, gizakian adibidez, kromosoma bakoitzak bere homologoa du; hau da, morfologiari dagokionez berdin-berdina den beste kromosoma bat. Hori dela eta, zelula barnean kromosoma-bikote homologoak taldekatzen dira. Hala, giza zelula batek 23 bikote homologo izango ditu. Homologo bat amarengandik jasoa da, eta bestea, aitarengandik.

Zelula bateko bikote homologoak neurri handienekotik txikienekora ordenatzen dira eta kariotipoa izeneko irudikapena osatzen dute.

Kromosomen bikote horietatik 22 autosomikoak dira (hau da, sexualak ez direnak), eta 23. bikotea, berriz, sexuala da. Hogeita hirugarren bikote horretan, emakumezkoaren kromosomak biak berdinak dira (XX), eta gizonezkoarenak, aldiz, desberdinak (XY). Gizonezkoaren bikote horretan kromosomak beso bat (Y) laburragoa du.

Bikote sexualetan arruntena bi kromosoma izatea da (XX edo XY), baina kromosomen kopurua aldakorra izan daiteke zenbaitetan; hala ere, ez da inoiz X kromosomarik gabeko kromosoma-multzorik izaten. Hemen dituzu adibide batzuk:

KARIOTIPOA	KANPO ITXURA
22 kromosoma-pare + XO	Emakume antzua eta adimen-atzerapena duena (Turner-en sindromea).
22 kromosoma-pare + XXX	Adimen-atzerapena duen emakumea.
22 kromosoma-pare + XXY	Gizon antzua (Klinefelter-en sindromea)
22 kromosoma-pare + XYY	Gizon normala
21. bikotean 3 kromosoma (trisomia)	Down sindromea. Nerbio-sistemaren garapena afektatua. Atzerapen mentala.

Zelula eukariotoetan ez bezala, zelula prokariotetan herentziaren informazioa daraman materiala kromosoma bakuna izaten da, DNA molekula biribil bakarrak osatzen du eta zitoplasman sakabanaturik egoten da (gogoratu zelula prokariotek ez dutela benetako nukleorik).

Zelula prokarioten kromosomaren luzera zelula motaren araberakoa izaten da, baina zelula baino ehunka mila bider luzeagoa da, beti. Hori dela eta, DNA behin eta berriz tolesten da zitoplasmaren barruan.

Zelula eukariotoetan DNA nukleoaren barruan dago. Nukleo horretan lerro moduko molekula ugariek eta proteina batzuek kromatina osatzen dute. Nukleoa zatitzen ari ez denean, DNA sakabanaturik dago kromatina horretan, baina zelula zatitzen hasten denean, kromatina paketetan biltzen da, gero eta laburragoa eta lodiagoa egiten da, mikroskopioan ikusita makila itxura hartzen du, eta makilatxo horiek kromosomak dira.

Zelula eukarioto normaletan (anomaliarik ez dutenetan) kromosomak binaka agertzen dira beti, eta bikotekide bakoitzari kromosoma pare homologo edo homologo esaten zaio. Espezie bereko zeluletan kromosomen kopurua beti bera izaten da zelula bakoitzean, baina ugalketa-zeluletan, erdia.

Hala ere, ez pentsa izaki denek kromosoma bikote kopuru berbera dutenik, espezie batetik bestera kopuru hori aldatu egiten baita. Esate baterako, ozpin-euliak (fruta-euliak ere deituak) 4 bikote besterik ez ditu, 8 kromosoma; gizakiak 23 pare, 46 kromosoma; matxinsaltoak 30 kromosoma, arratoiek 42, ardiek 54, ahuntzek 60, untxiek 44, zaldiek 64, zenbait tximeletak 400…

3. belaunaldia. Aurreko belaunaldian lortutako hazi horiak euren artean gurutzatu zituen Mendelek (autopolinizatu egin zituen, zehatz esanda), eta gauza bera egin zuen hazi berdeekin, hau da, horiak horiekin eta berdeak berdeekin gurutzatu zituen.

Ilar hazi horietatik bi eratako ondorengoak sortu ziren:

a) Hazi horikoak.

b) Haziak nahasian (horiak eta berdeak) ematen zituztenak (3/4 horiak eta 1/4 berdeak)

Ilar hazi berdeetatik sortutako ondorengoek beti berdeak izaten jarraitu zuten, belaunaldiz belaunaldi, berdeen artean bakarrik gurutzatzen zirenean. Era horretako saiakuntzetatik abiatuta, Mendelek genetikaren oinarria osatzen duten legeak ondorioztatu zituen.

Mendelen ikerketak eta esperimentuak ez ziren hor gelditu, eta ezaugarri bat baino gehiagoko ilarrekin esperimentatuz zer gertatzen zen ikusi nahi izan zuen. Ikerketa horien ondorioz osatu zuen 3. legea.

Ikerketetako batean bi ilar-landare gurutzatu zituen: landare mota batek karaktere homozigoto gainartzaileak zituen biak (hazi horiak eta leunak) eta besteak, berriz, bi karaktere homozigoto errezesiboak (hazi berde eta zimurrak). Biak gurutzatu ondoren 1. belaunaldian (F1), ilarrak horiak eta leunak izan ziren guztiak. Belaunaldi horretako bi banako gurutzatuta, bi belaunaldi lehenagoko (hazien aitona-amonen belaunaldia, nolabait esateko) hazi motak agertu ziren, eta baita haien arteko hibridoak ere, honako proportzio hauetan:

9/16 hori leunak, 3/16 hori zimurrak, 3/16 berde leunak eta 1/16 berde zimurrak.

Mendelen 3. legea: “Faktoreen independentzia. Karaktere edo ezaugarri bat zehazten duen gene bakoitza bere aldetik transmititzen da”.

2. belaunaldia. Aurreko belaunaldian hazi horiko ilarrak eta hazi berdekoak gurutzatuta lorturiko ilar-haziak (F1 belaunaldikoak, gogoratu denak horiak eta hibridoak zirela) erein zituen. Hazi horietatik sortutako landareen loreak autopolinizazioz ernaldu zituen Mendelek. Gurutzaketa horretatik lortutako landareen ilar-hazi batzuk horiak ziren, eta beste batzuk, berdeak; proportzio jakin batean, gainera: berde bakoitzeko hiru hori, hau da, 1/4 hazi berdeak, eta 3/4, hazi horiak.

Bigarren legeak honela dio:

“Karaktereen bereizketa. Gametoak sortzean, ezaugarri jakin bat zehazten duten aleloak bereizi egiten direnez, bateratu egin daitezke, berriz, zigotoa sortzeko garaian. Hala, ezkutaturik geratu ziren karaktere errezesiboak F2 belaunaldian azaleratzen dira”.

Genetikako terminoen informazio txokoa Gametoa: zelula geminalak dira. Genea herentziaren oinarrizko unitatea da. DNA zati bat da, eta kromosoma batean posizio jakin bat hartzen du (locusa). Gene batek karaktere bat zehazten du, erabat edo partzialki. Gene bakoitzak bertsio desberdinak izan ditzake (aleloak) eta bertsio edo alelo bakoitzak karaktere beraren itxura desberdina kodetuko du. Aleloak hizkien bidez adierazten dira: A, B…  Aleloa gene beraren forma alternatiboak edo aldaerak dira, sekuentzian desberdintzen direnak, eta, gene horren funtzioetan aldaerak eragin ditzaketenak. Zigotoa bi gameto elkartzean sortutako zelula da. Hibrido genetikoa: gene beraren bi alelo desberdin dituena, heterozigotoa ere deitua Gainartzailea (dominantea) heterozigotoetan (Aa) indar gehiagoz agertzen den ezaugarria da. Banako batean baldin badago, ezaugarri hori da ikusiko dena. Oro har, letra larriz adierazten da. Azpirakorra (errezesiboa) heterozigotoetan (Aa) azaleratzen ez den ezaugarria da. Letra xehez adierazten da normalean.

1. belaunaldia. Hazi horiko ilarrak eta hazi berdekoak gurutzatu zituen Mendelek. Gurutzatutako landareen haziak erein zituen, eta ondorengo guzti-guztien haziak horiak izan ziren.

Ilar-hazi horiek hibridoak ziren, noski, eta Mendelek pentsatu zuen nahiz eta denak horiak izan, nonbait gorde zezaketela euren aurrekoen ezaugarriren bat. Nolabait esateko, kolore horia ezaugarri zeukan faktoreak kolore berdearen faktorea estaltzeko ahalmena zuen, ilarrak gurutzatu eta hibridoak sortutakoan.

Faktore gainartzaile (dominante) baten azpian gordeta geratzen den karaktereari errezesibo edo azpirakor deitzen zaio.

Mendelen lehenengo legeak honela dio:

“Lehenengo belaunaldi filialaren F1 uniformetasuna. Lege honen arabera, arraza puruen arteko gurutzaketaren ondorengo guztiak berdinak dira”.

Genetikako terminoen informazio txokoa Gametoa: zelula geminalak dira. Genea herentziaren oinarrizko unitatea da. DNA zati bat da, eta kromosoma batean posizio jakin bat hartzen du (locusa). Gene batek karaktere bat zehazten du, erabat edo partzialki. Gene bakoitzak bertsio desberdinak izan ditzake (aleloak) eta bertsio edo alelo bakoitzak karaktere beraren itxura desberdina kodetuko du. Aleloak hizkien bidez adierazten dira: A, B…  Aleloa gene beraren forma alternatiboak edo aldaerak dira, sekuentzian desberdintzen direnak, eta, gene horren funtzioetan aldaerak eragin ditzaketenak. Zigotoa bi gameto elkartzean sortutako zelula da. Hibrido genetikoa: gene beraren bi alelo desberdin dituena, heterozigotoa ere deitua Gainartzailea (dominantea) heterozigotoetan (Aa) indar gehiagoz agertzen den ezaugarria da. Banako batean baldin badago, ezaugarri hori da ikusiko dena. Oro har, letra larriz adierazten da. Azpirakorra (errezesiboa) heterozigotoetan (Aa) azaleratzen ez den ezaugarria da. Letra xehez adierazten da normalean.

Bob Gowin Cornell Unibertsitateko irakasleak, Gowin izena duen diagrama diseinatu zuen 1970. urtean. Besteak beste, munduan gertatzen den edozein egoera edo fenomenoren aurrean pentsatzen eta ikasten laguntzen du, era bisual batean.

Diagrama horretan, lehenbizi, ikasi edo ikertu nahi ditugun egoera edo fenomenoak (1) adierazi eta horien aurrean egiten ditugun galderak (2) idatziko ditugu. Diagramaren albo batean galdera hauen erantzunak bideratu edo ahalbidetu dituzten teoriak, legeak eta kontzeptuak (3) idatziko ditugu. Horiek dira, hain zuzen ere prozesua sostengatuko duten elementuak. Diagramaren beste aldean, galderari erantzuna emango dioten datuak (dokumentu idatziak, argazkiak, marrazkiak, grabaketak…) eta datu horien eraldaketak (taulak, grafikoak, kontzeptu-mapak, infografiak…) (4) adieraziko dira.

Bi alboen (pentsatzea eta egitea) arteko interakzioa konklusioetan (5) islatuko da. Konklusio horietan gure iritziak azalduko ditugu, hots, galdera nagusiei erantzuten dieten baieztapenak, lortutako datuen interpretazioak eta baliozko iritziak (ezaguera iritzietan oinarritutako baieztapenak) emango ditugu aditzera.

Urte asko eta askoan, zientzialariek ez zuten zalantzarik izan erlijioek gizakiaren sorrerari buruz ziotena onartzeko. Erlijio gehienen arabera Jainkoak sortu (kreatu) zuen gizakia, eta erlijio kristauaren arabera, sortu ez ezik, beste izakien guztien jabe izendatu zuen. Jainkoak sortutako (kreatutako) gizaki hori beti espezie berekoa izango zen, noski, historian zehar inongo aldaketarik gabe iraungo zuena (kreazionismoaren eta fixismoaren teoria). Horixe uste izan zuten zientzialariek, XIX. mendearen amaiera arte, eta gauzak ez ziren berehala aldatu, Darwinek eta Wallacek eboluzioaren teoria argitaratu ondoren ere. Bi taldeen artean (eboluzioaren aldekoak, batetik, eta kreazionistak edo fixistak, bestetik) eztabaida eta gorabehera asko izan ziren, eta kreazionistek arbuiatu egin zuten gizakiaren eboluzioaren teoria. Eman dezagun giro hori islatzen duen adibide bat: Frantzian, J.B. Crèvecoeur zientzialariak gizakiaren hezurrak eta tresnak aurkitu zituela esan zuenean, zientzialari askok ez zioten sinetsi. Hala ere, Londreseko Royal Society elkarteak eta Darwinek arrazoia eman zioten. Kreazionistak, bestalde, Darwin barregarri uzten saiatu ziren, eboluzionismoaren teoria argitaratu zuelarik.

Aski ezagunak dira garai hartan Darwin tximino itxuraz erakusten zuten karikaturak (orri honetan ikus ditzakezu horietako batzuk).

Gizakiarenganaino iristen den eboluzio-bide bat dagoela, beraz, oso berandu onartu zuten zientzialarien artean ere, nahiz eta 1833. urtean Liejan eta 1856. urtean Alemaniako Neander bailaran gizakiaren fosilak aurkitu. Aurkikuntza horri dagokionez, esaterako, gizakiaren arbaso zahar bat zela ez onartzearren, eta aurkitutako izakiak gizakiarekiko zituen berezitasunak argitzeko, artrosia eta errakitismoa zituela esan zuten.

Gizakiak primateak gara, eta antzekotasun ugari ditugu tximinoekin, baina ez gara haien ondorengoak. Duela 18 milioi urte arbaso komun bat izan genuen, baina haren ondorengoak bi adarretan banatu ziren: batetik tximinoak sortu ziren, eta bestetik, gizakiak.

Beraz, lehengusuak garela esan daiteke, baina ez haiengandik gatozela: gizakia ez dator tximinoetatik.

Diagraman ikus dezakegu nolakoa den tximinoen eta gizakiaren arteko ahaidetasun-maila.

Animalia eta landareen banaketa geografikoa zorizkoa ez zela argi zegoen biologo guztientzat, baina ez horren kausak. Esate baterako, nola azal daiteke, bai klima eta bai bestelako baldintza fisiko antzekoak dituzten erregio elkarrengandik urrunetan animalia eta landare guztiz desberdinak bizitzea? Darwinek Australia, Hegoamerika eta Europako adibidea aipatu zuen, izan ere, kontinente horiek gune batzuetan elkarren oso antzekoak izan arren, ez baitago ugaztun natibo bakar bat hirurotan bizi denik. Baina, bestalde, nola ulertu erregio bakar batean, non ingurune-baldintzen espektro oso zabala baitago, bizidun-taldeak elkarrekin ahaideturik egotea eta, ostera, ahaideturik ez egotea antzeko baldintzak dituzten lurralde urrunetako bizidun-taldeekin? Darwinek mahaigaineratu zuenez, modifikaziodun deszendentziak (gogoratu hori dela Darwinek eboluzioari emandako izena) argitzen ditu kontuok.

Kontinente guztietako espezieen antzekotasunak aztertuta, noizbait jatorri bera izan zutela ikus daiteke. Adibidez, 100 milioi bat urtetan Hego Amerika eta Afrika elkartua egon ziren; hala, gaur egun bateko eta besteko ugaztunak konparatzen baditugu, antzekotasunak aurkituko ditugu, nahiz eta, kontinenteak bereizi zirenean, bakoitzak bere eboluzioa izan bide zuen eta espezie berriak sortu bide ziren.

Geografikoki isolatuta dauden lekuetan (adibidez, kontinenteetatik berezita dauden ozeanoko uharteetan), moldaerak dituzten fauna eta flora bereziak daude; espezie batzuk, gainera, uharte jakin batean baino ez daude. Hori azaltzeko, onartu egin behar da organismo kolonizatzaile batzuek eboluzio independentea izan zutela, aurrekoetatik hesi geografikoen bidez (ozeanoa) isolatuta gelditu eta espezializazio-prozesua izan ondoren.

A) Gondwanaren banaketa. B) A ataleko mugimenduetatik espero zitekeen hegazti familia jakin baten (ratiteak) banaketa eta sailkapena. C) Ratiteen benetako sailkapena, ikerketa genetikoen arabera. Kreditua: Not exactly rocket science / Mitchell eta al, 2014.

Hainbat bizidunen anatomia eta morfologia aztertuz, eboluzioaren teoria baieztatzen duten gertakizunak ikus daitezke. Bizidunen organo analogoak, adibidez. Organo horiek funtzio bera eta jatorri desberdina dute. Hegoen funtzioa hegan egitea da, eta elkarren artean oso bestelakoak diren bizidun-taldeetan daude animalia hegodunak: intsektuak, hegaztiak, ugaztunak… Hautespen naturalak, jatorri desberdinetatik abiatuta, organo funtzional egokiak osatzeko bidean eboluzionatzen duela adierazten digu horrek.

Ondorio bertsuetara garamatza organo homologoen azterketak. Enbrioi-jatorri bereko organoak bereizi egiten dira eta ingurunearen araberako funtzioak betetzen dituzte (enbrioi-jatorri bera baina funtzio eta itxura desberdinak dituzten organoak dira organo homologoak, hain zuzen ere). Animalien gorputz-adarrak dira adibide bat, eta, dakigun bezala, askotariko funtzioak izan ditzakete: igeri egitea (izurdea), hegan egitea (saguzarra), ibiltzea (zaldia)… Organo homologoei dagokionez ere, hautespen naturalak ondoen egokitutako bizidunaren aldera bideratzen du eboluzioa.

Bi izaki bizidunek organo homologoak badituzte, arbaso bera dute. Aldiz, organo analogoak ezin dira erabili eboluzio-ahaidetasunak finkatzeko.

Zenbait organismotan aztarna-organoak (inolako funtziorik betetzen ez dutenak) badaude, organismo horien arbasoek organo horiek erabili zituztela baina, eboluzioaren prozesuan, garai bateko funtzio haiek desagertzen joan direla esan nahi du. Hori gertatu da, adibidez, gizakiaren belarriak mugiarazten zituen muskuluekin.

Biologia molekularraren aurkikunde zoriontsu eta ustekabeetariko bat izan da ikustea molekulek egitura somatikoen antzera eboluzionatzen dutela. Oro har, zenbat eta ahaidetuagoak izan bizidun bi, orduan eta antzekoagoak dira euren geneen sekuentziak. Zenbait kasutan, bi bizidunen arteko harremanaren zalantza dagoenean (ebidentzia morfologikoak anbiguoak direlako, esaterako), euren molekulen azterketa guztiz argigarria suertatzen da.

Hori dela-eta, biologia molekularra informazio-iturri bikaina bihurtu da harreman filogenetikoen determinaziorako. Bizidun diferenteen geneek edo molekulen egiturek, aldaketa ebolutiboa jasotzen dute, gainerako egitura makroskopikoek bezalaxe. Bizidun diferenteen gene homologoak eta bestelako molekula homologoak konparatuz, beraien antzekotasun-gradua zehatz daiteke.

Izaki bizidunen funtsezko unitate biokimikoak ikusita, denek jatorri komuna dutela pentsa liteke. Antolaketa-eredu gutxi batzuek osatuak dira izaki guztiak, eta DNA eta RNA molekulak dira bizi-antolaketaren oinarri nagusia, bizidun guzti-guztietan. Bi espezieren proteinak eta azido nukleikoak zenbat eta antzekoagoak izan, orduan eta ahaidetasun handiagoa dute edo gertuago dute arbaso komuna. Odoleko proteina batzuen azterketak erakutsi duenez, adibidez, antropoideen zuhaitzetan, gizakiak hurbilago gaude txinpantze eta gorilengandik, orangutanengandik baino.

Ornodunen enbrioiak hainbat fase izaten ditu jaio aurretik, eta fase horiek antza handia dute ornodun mota guztietan: arrainetan, urlehortarretan (anfibioak), narrastietan, hegaztietan eta ugaztunetan. Antzekotasunak galdu egiten dira garapenak aurrera egin ahala enbrioia eratuz doan neurrian. Hala ere, antzekotasunek luzeago irauten dute espezie batzuen enbrioietan beste batzuenetan baino, eta horrek ahaidetasun handiagoa dagoela edo jatorri berbera dutela adierazten du, nolabait (ikusi estekako marrazkiak).