abonnement Unibet Coolblue
  zaterdag 10 oktober 2009 @ 11:16:55 #151
147503 Iblis
aequat omnis cinis
pi_73542726
quote:
Archaeopteryx Was Not Very Bird-like: Inside The First Bird, Surprising Signs Of A Dinosaur

ScienceDaily (Oct. 9, 2009) — The raptor-like Archaeopteryx has long been viewed as the archetypal first bird, but new research reveals that it was actually a lot less "bird-like" than scientists had believed.

In fact, the landmark study led by paleobiologist Gregory M. Erickson of The Florida State University has upended the iconic first-known-bird image of Archaeopteryx (from the Greek for "ancient wing"), which lived 150 million years ago during the Late Jurassic period in what is now Germany. Instead, the animal has been recast as more of a feathered dinosaur -- bird on the outside, dinosaur on the inside.

That's because new, microscopic images of the ancient cells and blood vessels inside the bones of the winged, feathered, claw-handed creature show unexpectedly slow growth and maturation that took years, similar to that found in dinosaurs, from which birds evolved. In contrast, living birds grow rapidly and mature in a matter of weeks.

Also groundbreaking is the finding that the rapid bone growth common to all living birds but surprisingly absent from the Archaeopteryx was not necessary for avian dinosaur flight.

The study is published in the Oct. 9, 2009, issue of the journal PLoS ONE. In addition to Erickson, an associate professor in Florida State's Department of Biological Science and a research associate at the American Museum of Natural History, co-authors include Florida State University biologist Brian D. Inouye and other U.S. scientists, as well as researchers from Germany and China.

"Living birds mature very quickly," Erickson said. "That's why we rarely see baby birds among flocks of invariably identical-size pigeons. Slow-growing animals such as Archaeopteryx would look foreign to contemporary bird-watchers."

Erickson said evidence already confirms that birds are, in fact, dinosaurs. "But just how dinosaur-like -- or even bird-like -- was the first bird?" he asked. "Almost nothing had been known of Archaeopteryx biology. There has been debate as to how well it flew, if at all. Some have suggested that early bird physiology may have been very different from living birds, but no one had tested fossils that were close to the base of bird ancestry."

Fossilized remains of Archaeopteryx were found in Germany in 1860, one year after Charles Darwin's "Origin of Species" was published. With its combination of bird-like features, including feathers and a wishbone, and reptilian ones -- teeth, three-fingered hands, a long bony tail -- the skeleton made evolutionary theory more credible. The 1860s evolutionist Thomas Henry Huxley saw the Archaeopteryx as a perfect transition between birds and reptiles. Erickson calls it "the poster child for evolution."

"For our study, which required tremendous collaboration, we set out to determine how Archaeopteryx grew and compare its growth to living birds, closely related non-avian dinosaurs, and other early birds that came after it," Erickson said. "I went to Munich with my colleague Mark Norell from the American Museum of Natural History, and we met with Oliver Rauhut, curator of the Bavarian State Collection for Palaeontology and Geology, which houses a small juvenile Archaeopteryx that is one of 10 specimens discovered to date. From that specimen, we extracted tiny bone chips and then examined them microscopically."

Surprisingly, the bones of the juvenile Archaeopteryx were not the highly vascularized, fast-growing type, as in other avian dinosaurs. Instead, Erickson found lizard-like, dense, nearly avascular bone.

"It led us to ask, 'Did Archaeopteryx grow in a unique way?'" he said.

To explain the strange bone type, the researchers also examined different-size species of dinosaurs that were close relatives of Archaeopteryx, including Deinonychosaurs, the raptors of "Jurassic Park" fame. They then looked to colleagues in China for specimens of two of the earliest birds: Jeholornis prima, a long-tailed creature, and the short-tailed Sapeornis chaochengensi, which had three fingers and teeth.

"In the smallest dinosaur specimens, and in an early bird, we found the same bone type as in the juvenile Archaopteryx specimen," Erickson said.

Next, the research team plugged bone formation rates into the sizes of the Archaeopteryx femora (thigh bones) to predict its rate of growth.

"We learned that the adult would have been raven-sized and taken about 970 days to mature," Erickson said. "Some same-size birds today can do likewise in eight or nine weeks. In contrast, maximal growth rates for Archaeopteryx resemble dinosaur rates, which are three times slower than living birds and four times faster than living reptiles.

"From these findings, we see that the physiological and metabolic transition into true birds occurred millions of years after Archaeopteryx," he said. "But, perhaps equally important, we've shown that avians were able to fly even with dinosaur physiology."

Inouye added, "Our data on dinosaur growth rates and survivorship are bringing modern physiology and population biology to a field that has historically focused more on finding and naming fossil species."

Bron: Science Daily
Bijbehorend artikel: Was Dinosaurian Physiology Inherited by Birds? Reconciling Slow Growth in Archaeopteryx (Open Access!)
Daher iſt die Aufgabe nicht ſowohl, zu ſehn was noch Keiner geſehn hat, als, bei Dem, was Jeder ſieht, zu denken was noch Keiner gedacht hat.
pi_73748745
quote:
The city-size rock that impacted Earth sixty-five million years ago, in what is now Mexico's Yucatán Peninsula at a site known as Chicxulub, may not have been the main cause of the great extinction event that wiped out the dinosaurs and as much as 80 percent of the rest of life on the planet.

Instead, a 25-mile-wide meteorite, as much as five times the size of the one that struck Chicxulub, could have slammed into Earth where India is today, vaporizing the planet's crust and leaving the largest multi-ringed crater the world has ever seen.

Texas Tech University scientists think they have pieced together the geological evidence for this impact, and they will present their theory to the annual general meeting of the Geological Society of America (GSA), in Portland, oregon, this coming weekend.

"A mysterious basin off the coast of India could be the largest, multi-ringed impact crater the world has ever seen. And if a new study is right, it may have been responsible for killing the dinosaurs off 65 million years ago," GSA said in a statement about the research, released today.

"Sankar Chatterjee of Texas Tech University and a team of researchers took a close look at the massive Shiva basin, a submerged depression west of India that is intensely mined for its oil and gas resources. Some complex craters are among the most productive hydrocarbon sites on the planet," GSA said.

Chatterjee will present the research at the GSA meeting on Sunday.
quote:
India was ground zero for two catastrophic events, the Shiva impact and Deccan volcanism at the KT boundary that have been linked to the dinosaur extinction. The buried and multiringed Shiva crater (~500 km diameter) on the western shelf of India is the remnant of a giant meteorite impact that left high-resolution stratigraphic signals in the sedimentary and volcanic rocks such as shocked quartz, iridium anomaly, nickel-rich spinels, sanidine spherules, magnetic nanoparticles, high pressure fullerenes, megatsunami deposits, and melt lavas. The Shiva crater is the largest hydrocarbon reserve in India, where the central uplift, the Bombay High, and the associated brecciated bodies and peripheral strata form ideal structural traps for oil and gas. The Shiva bolide (~40 km diameter) would generate lethal amount of kinetic energy of 1.45 x 1025 joules. The impact was so powerful that it led to several geodynamic anomalies: it fragmented, sheared, and deformed the lithosphere mantle across the western Indian margin and contributed to major plate reorganization in the Indian Ocean. It initiated rifting between India and Seychelles in the west and created the Laxmi Ridge; it shattered the Indian plate easterly along the Narmada-Son Rift extending 1500 km across, dividing the Indian shield into a southern peninsular block and a northern foreland block. Because of topographic barrier of the Western Ghat Mountain range, the impact-triggered tsunami was restricted along the Narmada-Son Rift at the KT boundary. The relationships between large meteoritic impact, hotspot, flood basalt volcanism, plate tectonics, geodynamic anomalies, and sudden environmental catastrophe on Earth may open up a new field of unified investigation. Although the Reunion hotspot responsible for Deccan eruption was close to the Shiva crater in time and space, impact probably triggered a component of the Deccan Trap: the iridium-rich alkaline igneous complex rocks that were emplaced asymmetrically as a fluid ejecta at the KT boundary along the NE downrange direction of the bolide trajectory outside the crater ring. Two large impacts such as Shiva and Chicxulub in quick succession on the antipodal position, in concert with Deccan eruptions, would have devastating effects globally leading to climatic and environmental catastrophes that wiped out dinosaurs and many other organisms at the KT boundary.
Volkorenbrood: "Geen quotes meer in jullie sigs gaarne."
pi_73777559
quote:
Kleurtjes doen overleven



15/10/2009 08:00

Soorten met verschillende kleurpatronen hebben grote overlevingskansen.

Voor biologen is het een nachtmerrie: polymorfisme. De individuen van sommige soorten kunnen zulke grote verschillen vertonen dat het moeilijk te vatten is dat ze tot dezelfde soort behoren. De vlinders van sommige soorten kunnen zowel groen als blauw zijn, slakken kunnen alle mogelijke kleuren in hun schelpen bouwen - dat soort dingen. Er zijn soorten met meer dan tien duidelijk verschillende patronen van voorkomen.

Zo is er een spin op Hawaï die soms gewoon geel is, maar soms volstaat met stippels van alle mogelijke kleuren. De variatie is genetisch vastgelegd, en wordt dus aan de nakomelingen doorgegeven. Ze zorgt voor een biologisch raadsel, want voor een soort is het ingewikkeld in verschillende voorkomens te investeren, terwijl het de kansen op voortplanting hypothekeert, want het wordt moeilijker een partner te vinden.

Toch is de ontwikkeling blijkbaar nuttig, want ze is niet uitzonderlijk. Een studie van de spin, gepubliceerd in het vakblad Evolution, geeft een mogelijke verklaring voor haar verrassend grote variatie. Het belangrijkste lijkt het vermijden van predatie te zijn, want door verschillende vormen aan te nemen, maken spinnen het moeilijker voor roofdieren om zich te focussen.

Het mechanisme daarachter is dat dieren huiverig staan om iets op te eten dat ze niet goed kennen. Een aarzeling kan voldoende zijn om aan kaken of klauwen of een bek te ontsnappen.

Dirk Draulans
http://www.knack.be/nieuw(...)45-article40863.html
pi_73844066
quote:
Barrick, J.E. et al. (2009) Genome evolution and adaptation in a long-term experiment with Escherichia coli. Nature, advance online.

The relationship between rates of genomic evolution and organismal adaptation remains uncertain, despite considerable interest. The feasibility of obtaining genome sequences from experimentally evolving populations offers the opportunity to investigate this relationship with new precision. Here we sequence genomes sampled through 40,000 generations from a laboratory population of Escherichia coli. Although adaptation decelerated sharply, genomic evolution was nearly constant for 20,000 generations. Such clock-like regularity is usually viewed as the signature of neutral evolution, but several lines of evidence indicate that almost all of these mutations were beneficial. This same population later evolved an elevated mutation rate and accumulated hundreds of additional mutations dominated by a neutral signature. Thus, the coupling between genomic and adaptive evolution is complex and can be counterintuitive even in a constant environment. In particular, beneficial substitutions were surprisingly uniform over time, whereas neutral substitutions were highly variable.

[..]

Genome re-sequencing in the context of experimental evolution provides new opportunities for quantifying evolutionary dynamics. We observed discordance between the rates of genomic change and fitness improvement during a 20-year experiment with E. coli in two respects. First, mutations accumulated at a near-constant rate even as fitness gains decelerated over the first 20,000 generations. Second, the rate of genomic evolution accelerated markedly when a mutator lineage became established later. The fluid and complex coupling observed between the rates of genomic evolution and adaptation even in this simple system cautions against categorical interpretations about rates of genomic evolution in nature without specific knowledge of molecular and population-genetic processes. Our results also call attention to new opportunities for population-genetic models to explore the long-term dynamic coupling between genome evolution and adaptation, including the effects of clonal interference, compensatory adaptation, and changing mutation rates.
Volkorenbrood: "Geen quotes meer in jullie sigs gaarne."
pi_73900891
20-10-2009

‘Evolutie zal vrouw kleiner en zwaarder maken’

AMSTERDAM – Vrouwen zullen in de toekomst iets kleiner worden en langer in staat zijn om kinderen te krijgen. Dat blijkt uit een Amerikaanse studie die er op wijst dat mensen nog steeds evolueren.

© ANPWetenschappers van de universiteit Yale bestudeerden de medische gegevens van meer dan 2000 vrouwen uit drie generaties in de Amerikaanse stad Framingham.

Ze onderzochten of eigenschappen zoals lengte, gewicht, bloeddruk, hartslag en cholesterol van invloed waren op het aantal kinderen dat de vrouwen kregen.


Uit de studie bleek dat er inderdaad natuurlijke selectie optrad. Zo kregen kleine en zwaardere vrouwen over het algemeen meer kinderen. En ook vrouwen met een lage bloeddruk en een laag cholesterolgehalte zetten gemiddeld genomen meer nakomelingen op de wereld.


Vruchtbaarheid

Minder verrassend was dat deelnemers aan de studie die op een jonge leeftijd zwanger raakten en relatief laat in de overgang kwamen ook meer kinderen baarden.

De vrouwen bleken de eigenschappen die van invloed waren op hun vruchtbaarheid ook door te geven aan hun dochters, die daardoor eveneens meer nakomelingen kregen.

“De boodschap is dat mensen nog steeds evolueren”, aldus hoofdonderzoeker Stephen Stearns op de Amerikaanse nieuwssite Physorg.com. “Er is nog steeds een vorm van natuurlijke selectie aan de gang.”


Zwaarder

De resultaten van het onderzoek zijn gepubliceerd in het wetenschappelijk tijdschrift Proceedings of the National Academy of Sciences.

Als de gemeten natuurlijke selectie zich nog tien generaties voortzet, zullen vrouwen in het jaar 2409 gemiddeld 2 centimeter kleiner zijn en een kilo zwaarder, zo hebben de onderzoekers berekend voor het Britse tijdschrift New Scientist.

Ook zal de gemiddelde vrouw haar eerste kind in de toekomst ongeveer vijf maanden eerder krijgen dan nu het geval is en zal ze 10 maanden later in de menopauze komen.


Medische wetenschap

“Er bestaat een idee dat mensen niet meer evolueren, omdat onze medische wetenschap het aantal sterfgevallen zo sterk terugdringt dat er geen natuurlijke selectie meer optreedt”, aldus Stearns.

“Maar de evolutie die we hebben gemeten bij de vrouwen in Framingham is vergelijkbaar met de gemiddelde snelheid waarmee planten en dieren evolueren", verklaart de wetenschapper. "Dat betekent dat mensen helemaal niet zo speciaal zijn als het aankomt op evolutie.”

© NU.nl/Dennis Rijnvis

(nu.nl)
Death Makes Angels of us all
And gives us wings where we had shoulders
Smooth as raven' s claws...
pi_73976780
quote:
Moral in Tooth and Claw
Animals are "in." This might well be called the decade of the animal. Research on animal behavior has never been more vibrant and more revealing of the amazing cognitive, emotional, and moral capacities of a broad range of animals. That is particularly true of research into social behavior—how groups of animals form, how and why individuals live harmoniously together, and the underlying emotional bases for social living. It's becoming clear that animals have both emotional and moral intelligences.

Philosophical and scientific convention, of course, has pulled toward a more conservative account of morality: Morality is a capacity unique to human beings. But the more we study the behavior of animals, the more we find that different groups of animals have their own moral codes. That raises both scientific and philosophic questions.

Researchers like Frans de Waal (The Age of Empathy: Nature's Lessons for a Kinder Society), Elliott Sober, David Sloan Wilson (Unto Others: The Evolution and Psychology of Unselfish Behavior), and Kenneth M. Weiss and Anne V. Buchanan (The Mermaid's Tale: Four Billion Years of Cooperation in the Making of Living Things) have demonstrated that animals have social lives rich beyond our imagining, and that cooperation and caring have shaped the course of evolution every bit as much as competition and ruthlessness have. Individuals form intricate networks and have a large repertoire of behavior patterns that help them get along with one another and maintain close and generally peaceful relationships. Indeed, Robert W. Sussman, an anthropologist at Washington University in St. Louis, and his colleagues Paul A. Garber and Jim Cheverud reported in 2005 in The American Journal of Physical Anthropology that for many nonhuman primates, more than 90 percent of their social interactions are affiliative rather than competitive or divisive. Moreover, social animals live in groups structured by rules of engagement—there are "right" and "wrong" ways of behaving, depending on the situation.

While we all recognize rules of right and wrong behavior in our own human societies, we are not accustomed to looking for them among animals. But they're there, as are the "good" prosocial behaviors and emotions that underlie and help maintain those rules. Such behaviors include fairness, empathy, forgiveness, trust, altruism, social tolerance, integrity, and reciprocity—and they are not merely byproducts of conflict but rather extremely important in their own right.

If we associate such behaviors with morality in human beings, why not in animals? Morality, as we define it in our recent book Wild Justice: The Moral Lives of Animals, is a suite of interrelated, other-regarding behaviors that cultivate and regulate social interactions. Those patterns have evolved in many animals, perhaps even in birds.

One of the clearest places to see how specific social rules apply is in animal play. Play has been extensively studied in social canids (members of the dog family) like wolves, coyotes, and domestic dogs, so it is a good example to use to examine the mechanisms of fair play.

Although play is fun, it's also serious business. When animals play, they are constantly working to understand and follow the rules and to communicate their intentions to play fairly. They fine-tune their behavior on the run, carefully monitoring the behavior of their play partners and paying close attention to infractions of the agreed-upon rules. Four basic aspects of fair play in animals are: Ask first, be honest, follow the rules, and admit you're wrong. When the rules of play are violated, and when fairness breaks down, so does play.

Detailed research on social play in infant domestic dogs and their wild relatives, coyotes and gray wolves, shows how just how important the rules are. Pains taking analyses of videos of individuals at play by one of us, Marc, and his students reveal that these youngsters carefully negotiate social play and use specific signals and rules so that play doesn't escalate into fighting.

When dogs—and other animals—play, they use actions like biting, mounting, and body-slamming one another, which are also used in other contexts, like fighting or mating. Because those actions can be easily misinterpreted, it's important for animals to clearly state what they want and what they expect.

In canids an action called a "bow" is used to ask others to play. When performing a bow, an animal crouches on his or her forelimbs. He or she will sometimes bark, wag the tail wildly, and have an eager look. So that the invitation to play isn't confusing, bows are highly stereotyped and show little variation. Marc and his students' detailed study of the form and duration of hundreds of bows showed surprisingly little variability in form (how much an animal crouched scaled to body size) and almost no difference between bows used at the beginning of sequences and during bouts of play. Bows are also swift, lasting only about 0.3 seconds. Over all, a threatening action—bared teeth and growls—preceded by a bow resulted in submission or avoidance by another animal only 17 percent of the time. Young coyotes are more aggressive than young dogs or wolves, and they try even harder to keep play fair. Their bows are more stereotyped than those of their relatives.

Play bows are honest signals, a sign of trust. Research shows that animals who violate that trust are often ostracized, suggesting that violation of the rules of play is maladaptive and can disrupt the efficient functioning of the group. For example, among dogs, coyotes, and wolves, individuals who don't play fairly find that their invitations to play are ignored or that they're simply avoided by other group members. Marc's long-term field research on coyotes living in the Grand Teton National Park, near Jackson, Wyo., shows that coyotes who don't play fairly often leave their pack because they don't form strong social bonds. Such loners suffer higher mortality than those who remain with others.

Animals engage in two activities that help create an equal and fair playing field: self-handicapping and role-reversing. Self-handicapping (or "play inhibition") occurs when individuals perform behavior patterns that might compromise them outside of play. For example, coyotes will inhibit the intensity of their bites, thus abiding by the rules and helping to maintain the play mood. The fur of young coyotes is very thin, and intense bites are painful and cause high-pitched squeals. In adult wolves, a bite can generate as much as 1,500 pounds of pressure per square inch, so there's a good reason to inhibit its force. Role-reversing happens when a dominant animal performs an action during play that wouldn't normally occur during real aggression. For example, a dominant wolf wouldn't roll over on his back during fighting, making himself more vulnerable to attack, but would do so while playing.

Play can sometimes get out of hand for animals, just as it does for human beings. When play gets too rough, canids keep things under control by using bows to apologize. For example, a bow might communicate something like, "Sorry I bit you so hard—I didn't mean it, so let's continue playing." For play to continue, it's important for individuals to forgive the animal who violated the rules. Once again there are species differences among young canids. Highly aggressive young coyotes bow significantly more frequently than dogs or wolves before and after delivering bites that could be misinterpreted.

The social dynamics of play require that players agree to play and not to eat one another or fight or try to mate. When there's a violation of those expectations, others react to the lack of fairness. For example, young coyotes and wolves react negatively to unfair play by ending the encounter or avoiding those who ask them to play and then don't follow the rules. Cheaters have a harder time finding play partners.

It's just a step from play to morality. Researchers who study child's play, like Ernst Fehr, of the University of Zurich, and Anthony D. Pellegrini, of the University of Minnesota-Twin Cities, have discovered that basic rules of fairness guide play, and that egalitarian instincts emerge very early in childhood. Indeed, while playing, children learn, as do other young animals, that there are right and wrong ways to play, and that transgressions of fairness have social consequences, like being ostracized. The lessons children learn—particularly about fairness—are also the foundation of fairness among adults.

When children agree, often after considerable negotiation, on the rules of a game, they implicitly consent not to arbitrarily change the rules during the heat of the game. During play, children learn the give and take of successful reciprocal exchanges (you go first this time; I get to go first next time), the importance of verbal contracts (no one can cross the white line), and the social consequences of failing to play by the rules (you're a cheater). As adults we are also constantly negotiating with others about matters of give and take, we rely daily on verbal contracts with others, and most of us, most of the time, follow myriad socially constructed rules of fairness during our daily lives.

The parallels between human and animal play, and the shared capacity to understand and behave according to rules of right and wrong conduct, are striking. They lead us to believe that animals are morally intelligent. Morality has evolved in many species, and unique features of human morality, like the use of language to articulate and enforce social norms, are simply modifications of broadly evolved behavioral patterns specific to our species.

Philosophical and scientific tradition, however, holds that although prosocial behaviors in animals may reveal the evolutionary roots of human morality, animals themselves do not and cannot have morality, because they lack the capacities that are essential constituents of moral behavior—especially the capacity for critical self-reflection upon values. Human morality is distinguished from animal "morality" by the greater generality of human moral norms, and by the greater rational self-awareness and choice that it requires. Indeed, the human prefrontal cortex, the area of the brain responsible for judgment and rational thought, is larger and more highly developed in human beings than in other animals.

That traditional view of morality is beginning to show signs of wear and tear. The fact that human morality is different from animal morality—and perhaps more highly developed in some respects—simply does not support the broader claim that animals lack morality; it merely supports the rather banal claim that human beings are different from other animals. Even if there are bona fide differences between morality in human beings and morality in other animals, there are also significant areas of overlap. Unique human adaptations might be understood as the outer skins of an onion; the inner layers represent a much broader, deeper, and evolutionarily more ancient set of moral capacities shared by many social mammals, and perhaps by other animals and birds as well.

Furthermore, recent research in cognitive neuroscience and moral psychology suggests that human morality may be much more "animalistic" than Western philosophy has generally assumed. The work of Antonio R. Damasio (Descartes' Error: Emotion, Reason, and the Human Brain), Michael S. Gazzaniga (The Ethical Brain), and Daniel M. Wegner (The Illusion of Conscious Will), among others, suggests that the vast majority of human moral behavior takes place "below the radar" of consciousness, and that rational judgment and self-reflection actually play very small roles in social interactions.

The study of animal play thus offers an invitation to move beyond philosophical and scientific dogma and to take seriously the possibility that morality exists in many animal societies. A broad and expanding study of animal morality will allow us to learn more about the social behaviors that make animal societies so successful and so fascinating, and it will also encourage us to re-examine assumptions about human moral behavior. That study is in its infancy, but we hope to see ethologists, neuroscientists, biologists, philosophers, and theologians work together to explore the implications of this new science. Already, research on animal morality is blossoming, and if we can break free of theoretical prejudice, we may come to better understand ourselves and the other animals with whom we share this planet.
Volkorenbrood: "Geen quotes meer in jullie sigs gaarne."
  zondag 25 oktober 2009 @ 10:45:10 #157
147503 Iblis
aequat omnis cinis
pi_74037439
Ook apen kennen cultuurverschil

Twee vergelijkbare groepen chimpansees in Uganda lossen een nieuw probleem op totaal verschillende manieren op. Schotse wetenschappers denken dat dit komt doordat beide groepen een andere culturele achtergrond hebben. Het is de eerste studie naar cultuurverschil bij dieren die genetische factoren en omgevingsfactoren zoveel mogelijk uitsluit.

Wat verstaan we precies onder cultuur bij dieren? Cultuur is gedrag dat specifiek is voor een bepaalde groep dieren. Er zit ook een sociaal aspect aan vast, omdat een individu het gedrag moet leren van andere leden uit de groep. Dat kan bijvoorbeeld door imitatie. Gedrag dat een individu zichzelf aanleert door verschillende opties uit te proberen en aangeboren gedrag vallen niet onder cultuur.

Factoren uitsluiten
In Oeganda leven twee verschillende groepen chimpansees op 180 kilometer van elkaar, in de nationale parken Kibale en Budongo. Al vijftien jaar doen wetenschappers veldobservaties bij deze groepen. De chimpansees uit het Kibale park gebruiken vaak stokjes en twijgjes als gereedschap. De apen in Budongo doen dat nooit. Is hier sprake van een cultuurverschil?



Dat is erg lastig te onderzoeken, omdat genetische factoren en omgevingsfactoren een belangrijke invloed uitoefenen op het gedrag van een dier. Schotse biologen ontdekten dat het genetische verschil tussen de twee groepen chimpansees in Oeganda verwaarloosbaar klein is. Op basis van het DNA zou je niet kunnen vertellen tot welke groep een individu behoort.

Om de invloed van culturele verschillen te testen, ontwikkelden de wetenschappers een experiment dat goed aansluit bij de leefomgeving van beide groepen. Chimpansees zijn dol op honing. In beide parken halen de apen natuurlijke honing uit bijennesten. De Schotten boorden een rechthoekig gat in een omgevallen boomstam en vulden dit met honing die minder stroperig is dan wat de chimpansees gewend zijn. In eerste instantie konden de apen nog met hun vingers bij het snoepgoed, maar later werd het gat dieper en was een slimme oplossing nodig.


Schematische weergave van het experiment van de Schotse wetenschappers. In een boomstam maakten zij eerst een gat van 11 cm diep (A) waar chimpansees nog met hun vinger bij kunnen. Vervolgens boorden zij het gat verder uit tot een diepte van 16 cm (B). De apen moeten nu gereedschap gebruiken om bij de honing te komen. © Gruber e.a., Current Biology


Bladspons
De chimpansees in het Kibale nationaal park gebruiken in het laatste geval bijna allemaal stokjes om de honing te pakken te krijgen. Veel apen uit het Budongo park proberen ook het diepe gat leeg te halen met hun vingers. Een enkeling gebruikt de ‘bladspons’; voorgekauwde bladeren die de honing gemakkelijk opnemen. Is dat een nieuwe uitvinding? Niet bepaald, chimpansees uit beide groepen halen met de bladspons water uit boomholletjes.


De trucjes van de chimpansees in beeld. Links: bladsponzen van de chimpansees uit Budongo. Rechts: stokken en twijgjes van de apen uit Kibale. © Gruber e.a., Current Biology

Als genetische factoren en omgevingsfactoren gelijk zijn, maken chimpansees gebruik van hun culturele kennis om nieuwe problemen op te lossen. De apen uit Kibale hadden al ervaring met stokjes bij het verzamelen van voedsel en kozen dus voor deze optie. De chimpansees uit Budongo gebruiken normaal gesproken nooit stokjes en zoeken de oplossing daarom ergens anders.

Bronnen
Wild chimpanzees rely on cultural knowledge to solve an experimental honey acquisition task (Thibaud Gruber e.a.), Current Biology, oktober 2009

Bron: Kennislink.
Daher iſt die Aufgabe nicht ſowohl, zu ſehn was noch Keiner geſehn hat, als, bei Dem, was Jeder ſieht, zu denken was noch Keiner gedacht hat.
pi_74141253
quote:
The discovery of pervasive HGT and the overall dynamics of the genetic universe destroys not only the tree of life as we knew it but also another central tenet of the modern synthesis inherited from Darwin, namely gradualism. In a world dominated by HGT, gene duplication, gene loss and such momentous events as endosymbiosis, the idea of evolution being driven primarily by infinitesimal heritable changes in the Darwinian tradition has become untenable.

[..]

1. Random (undirected), heritable variation is the principal material for natural selection.
YES. But the relevant random changes are extremely diverse: - nucleotide substitution, insertion and deletion; - duplication of genes, genome regions and whole genomes; - loss of genes and, generally, genetic material; - HGT including massive gene flux after endosymbiosis; and -invasion and transposition of mobile selfish elements and recruitment of sequences from these elements. Moreover, the wide spread of stress-induced mutagenesis and related phenomena suggests the possibility of quasi-Lamarckian variation (a part of Darwin's concept purged by the modern synthesis) [22].

2. Fixation of beneficial changes by natural selection is the main driving force of evolution that tends to generate increasingly complex adaptations; hence, progress as a general trend in evolution.
NO. Darwinian (positive) selection is important but is only one of several fundamental forces of evolution, and not necessarily the dominant one. Neutral processes constrained by purifying selection dominate evolution. Genomic complexity is not intrinsically adaptive and probably evolves as a ‘genomic syndrome’ in populations with small effective size and accordingly weak purifying selection. There is no consistent trend towards increasing complexity and no progress in evolution.

3. Natural selection operates on ‘infinitesimally small’ variations, so evolution never makes leaps – the principle of gradualism.
NO. Even duplication and HGT of single genes are not ‘infinitesimally small’ genomic changes let alone the deletion or acquisition of larger regions, genome rearrangements, whole-genome duplication and, of course, endosymbiosis. Evolutionary (or even revolutionary) leaps are possible, especially during population bottlenecks, and are crucial for major evolutionary transitions.

4. Evolutionary processes were, largely, the same throughout the evolution of life – the principle of uniformitarianism borrowed by Darwin from geology.
YES and NO. The principal factors of evolution, diverse as they are, were all probably in operation throughout history. However, the earliest stages of evolution antedating the emergence of the three domains of cellular life should have involved processes distinct from ‘normal’ evolution. Furthermore, a major transition in evolution, such as eukaryogenesis, occurred through unique events (e.g. endosymbiosis).

5. Species is a central unit of evolution, and speciation a key evolutionary process.
NO. Species can be meaningfully defined only for organisms that engage in regular sex, ensuring reproductive isolation, but not promiscuous HGT. In general, the species concept does not apply to prokaryotes and is of dubious validity for unicellular eukaryotes as well [10].

6. The entire evolution of life can be depicted as a single ‘big tree’ that reflects the evolutionary relationships between organisms and species (species tree).
NO and YES. The discovery of the key roles of HGT and mobile genetic elements in genome evolution deal a death knell to the traditional tree of life concept. Still, trees remain natural templates to represent the evolution of individual genes and many intervals of evolution in groups of relatively close organisms [15].

7. All existing life forms descend from a single ancestral form, the last universal common ancestor (LUCA).
YES. But comparative genomics leaves no doubt of the common ancestry of all cellular life. However, there are strong indications that LUCA would have been quite different from modern cells [23].

[..]

Are there any glimpses of a new synthesis on the horizon? At the distinct risk of overestimating the promise of the current advances, I will mention two candidates. The first is the population–genetic theory of the evolution of genomic architecture, according to which evolving complexity is a side product of non-adaptive evolutionary processes occurring in small populations where the constraints of purifying selection are weak [16]. The second area with a potential for major unification could be the study of universal patterns of evolution such as the distribution of evolutionary rates of orthologous genes, which is nearly the same in organisms from bacteria to mammals [20] or the equally universal anticorrelation between the rate of evolution and the expression level of a gene [21]. The existence of these universals suggests that simple theory of the kind used in statistical physics might explain some crucial aspects of evolution.
Volkorenbrood: "Geen quotes meer in jullie sigs gaarne."
  donderdag 29 oktober 2009 @ 22:52:11 #159
147503 Iblis
aequat omnis cinis
pi_74206860
Zie ook eerder in deze topic, nu ook op evolutie.blog.com:

quote:
Weer een evolutionaire voorspelling die uitkomt

Op grond van een goede wetenschappelijke theorie kun je voorspellingen doen over de werkelijkheid. Op basis van de evolutietheorie kun je bijvoorbeeld voorspellen hoe diersoorten verspreid moeten zijn over de aarde (biogeografie), over welke DNA-sequenties je in welke organismen moet aantreffen en wat voor structuren je mag verwachten in verschillende embryo’s. Misschien nog wel de meest tot de verbeelding sprekende voorspellingen kunnen gedaan worden over waar je bepaalde fossielen zou moeten aantreffen en welke eigenschappen deze fossielen dan hebben.

Bron: evolutie.blog.com, lees meer…
Daher iſt die Aufgabe nicht ſowohl, zu ſehn was noch Keiner geſehn hat, als, bei Dem, was Jeder ſieht, zu denken was noch Keiner gedacht hat.
pi_74336393
02-11-2009

De nieuwe rassenkaart

Genetici maken een stamboom van de mensheid

Geef me je genen en ik vertel wie je voorouders waren. Onder dat motto schuimen onderzoekers de wereld af. Het doel: de ultieme stamboom der volkeren.

Er bestaat tegenwoordig maar één soort mens, Homo sapiens, en die komt vrijwel overal ter wereld voor. In rivierdelta’s, savannes en hooggebergten, van de tropen tot de poolstreken, geen plek zo gek of er leven mensen. Vaak zijn ze daar al zo lang gevestigd, dat de evolutie de kans heeft gekregen om subtiele veranderingen aan te brengen, zegt Peter de Knijff, hoogleraar populatie- en evolutiebiologie aan het Leids Universitair Medisch Centrum.

“Als je verschillen ziet tussen het uiterlijk van oorspronkelijke bevolkingsgroepen, dan kun je dat meestal verklaren door aanpassingen aan het lokale klimaat. Spleetogen als bescherming tegen zandstormen in de Mongolische woestijn of overmatige zon en kou aan de Noordpool. Maar er zijn ook dingen die we niet snappen. Blauwe ogen bijvoorbeeld. Die komen van nature alleen maar in het westen van Azië en in Europa voor. Men denkt dat het een toevalsmutatie is, die mensen zo aantrekkelijk maakte, dat hij zich als een olievlek over de populatie heeft verspreid. Een kwestie van smaak dus.”

De mens als diersoort
Verschillen tussen volkeren zijn fascinerend, vindt de Knijff. Als bioloog beschouwt hij de mens als een diersoort, waarvan hij de evolutie wil begrijpen. Hij deelt hij de mensheid niet in rassen in, zoals wetenschappers lang hebben geprobeerd. Niet om politiek correct te zijn, maar omdat het wetenschappelijk gezien geen hout snijdt. “Voor rassen zoals je die hebt bij honden, katten en tomaten kun je een serie criteria definiëren die op ieder individu van toepassing zijn. Bij mensen gaat dat gewoon niet. Verschillen zijn altijd gradueel. Er is, in ieder geval de afgelopen twintigduizend jaar, altijd migratie geweest, met een zekere mate van genetische vermenging tot gevolg.”

Angst voor racisme staat dit soort onderzoek nauwelijks in de weg, maar bestaat wel degelijk. “Duitse onderzoekers die iets ouder zijn dan ik, hebben heel veel problemen met sommige dingen die wij doen, zoals het uitzoeken van verbanden tussen genetische factoren en uiterlijke kenmerken van bevolkingsgroepen als huidkleur en haarkleur. Dat wordt echt eugenetisch werk gevonden, klassiek nazistisch onderzoek. Die associatie, daar zijn zij nooit overheen gekomen. Ze weten dat ze het niet kunnen tegenhouden, maar ze zullen er niet aan meewerken.”

Twee routes
Waar hij ook woont, ieder mens heeft Afrikaanse wortels, zegt de geneticus. “We weten dat er 150 duizend jaar geleden mensen rondliepen met skeletten die sterk leken op die van nu, maar tot zeventigduizend jaar geleden hebben die geen voet buiten Afrika gezet. Pas vanaf zestigduizend jaar geleden hebben ze zich via twee routes, langs de kust van Zuid-Azië en ten noorden van de Himalaya, over heel Eurazië verspreid. Australië was vijftigduizend jaar geleden aan de beurt, Amerika pas iets meer dan twaalfduizend jaar geleden.”

Dat zijn de grote lijnen. Over de details zijn nog veel open vragen, en De Knijff is natuurlijk niet de enige die zich daarover buigt. Archeologen proberen de bewegingen van beschavingen te reconstrueren, linguïsten bestuderen de verwantschappen tussen talen, maar het zijn de laatste tijd vooral de genetici die snelle vooruitgang boeken.

De bekendste is zonder twijfel Spencer Wells, de veertigjarige voortrekker van het veertig miljoen dollar kostende Genographic Project. De Beagles van de VPRO ontmoeten hem meerdere malen. Wells reist al jaren naar de gekste plekken om DNA te verzamelen van zo veel mogelijk verschillende mensen. Het belangrijkste doel is een reconstructie van de menselijke migratie over de aardbol, of anders gezegd: een stamboom van alle volkeren. Een mooi streven, vindt De Knijff, en die projectmatige aanpak maakt het overzichtelijk. “Maar we zouden er ook zonder zo’n project wel komen.”

Bhutan en Nepal
Zelf heeft de Leidse bioloog zich gestort op de bevolking van de Himalaya, een gebergte met veel verschillende volkeren, die heel uiteenlopende talen spreken. Tijdens expedities in Bhutan en Nepal verzamelde hij DNA van tientallen stammen die op erg moeilijk bereikbare plaatsen wonen. “Bhutan is een land waar de infrastructuur bestaat uit gravelweggetjes die zijn uitgehakt in de rotsen, waar je hooguit 20 kilometer per uur kunt rijden. Daarmee kom je lang niet overal, dus we moesten ook nog veel lopend doen. We gingen door het bos naar ontmoetingsplaatsen, waar we hadden afgesproken met mensen die soms wel drie dagen moesten lopen om naar ons toe te komen. En daarna weer terug.”

Daar kregen ze een onkostenvergoeding voor, zegt de Leidse bioloog, maar de belangrijkste reden dat mensen meededen was iets dat vrijwel alle mensen op aarde hebben: nieuwsgierigheid naar hun afkomst. Hoe stel je die nou vast? Van ieder mens alle voorouders opsporen kan natuurlijk niet, maar genetici hebben wel twee troeven in handen: het Y-chromosoom, dat alleen van man op man overerft, en het mitochondriaal DNA, dat juist van vrouw op vrouw wordt doorgegeven. Het DNA verandert daarbij niet, afgezien van spontane kopieerfoutjes. Handig: de kans op zulke foutjes is klein, maar stabiel. Hoe meer verschillen er dus zijn tussen de Y-chromosomen van twee mannen, hoe langer het geleden is dat hun laatste gezamenlijke voorvader leefde. Gezamenlijke voormoeders zijn te vinden via het mitochondriale DNA. Maar over vaders van moeders en moeders van vaders kom je zo niets te weten.

Verrassende voorouders
Op deze manier kijk je eigenlijk naar het DNA van slechts twee van iemands talloze voorouders. Dat levert soms grote verrassingen op, vertelt De Knijff. “Er zijn in Engeland een aantal boerenfamilies, in Lancaster, die echt het meest klassieke centraal-Afrikaanse Y-chromosoom hebben wat je maar kunt verzinnen. De meest logische verklaring is dat de Romeinen Afrikaanse huurlingen hadden – daar zijn ook notities van - die daar zijn blijven hangen. Hun DNA is natuurlijk sterk verdund geraakt, en uiterlijk zie je niets bijzonders aan hun afstammelingen, maar het Afrikaanse Y-chromosoom is gebleven.”

Oorspronkelijke culturen hebben meestal hun eigen verhalen over hun afkomst. Vaak is er een schepper in het spel, die poppetjes kleit en er leven in blaast, de mensheid uitkotst na een heftige aanval van buikpijn of de eerste mensen op een andere manier op de wereld zet. Het verhaal van de genetici gaat daar natuurlijk lijnrecht tegenin. Helpen ze zo niet mee aan de teloorgang van de culturen die ze bestuderen?

Tradities en normen
“Nou, dat is wel een punt van zorg. In Bhutan gaat het besef van geschiedenis niet verder dan de introductie van het Boeddhisme, zo’n zevenhonderd jaar na Christus. Dus als jij dan bij ze komt met een verhaal over gebeurtenissen van dertigduizend jaar geleden, dan gaan ze nadenken. Daar hebben we vooraf uitgebreid over overlegd. Het staat natuurlijk niet op zichzelf wat wij doen, de hele samenleving is aan het veranderen. De lokale overheden willen graag het hele land op een hoger niveau brengen, maar wel op een manier waarbij lokale tradities en normen bewaard blijven. Met de Aboriginals in Australië is dat bijvoorbeeld faliekant misgegaan. Bhutan is een land dat heel erg probeert te leren van de fouten van anderen. Of dat lukt, dat weten we misschien pas over 25 of 30 jaar.”

Tot slot: wat weet De Knijff eigenlijk over zijn eigen afstamming? “Heel weinig. Ik gebruik mezelf wel als proefpersoon bij allerlei testen, maar ik benut dat niet om meer over mijn afkomst te weten te komen. Dat interesseert me gewoon niet zo. Ik ben volgens mij een afstammeling van jagers, en ik weet ook dat mijn Y-chromosoom en mijn mitochondriaal DNA relatief veel voorkomen in het zuidoosten van Europa, dus zeg maar tussen de Balkan en Turkije. Maar wat dat nou betekent? Dat weet ik pas zeker als we van veel meer Nederlanders dat DNA in kaart gebracht hebben.”

Elmar Veerman
(Noorderlicht)
Death Makes Angels of us all
And gives us wings where we had shoulders
Smooth as raven' s claws...
pi_74355046
quote:
Aubret, F. and Shine, R. (2009) Genetic Assimilation and the Postcolonization Erosion of Phenotypic Plasticity in Island Tiger Snakes. Current Biology, advance online.

In 1942, C.H. Waddington [1] suggested that colonizing populations could initially succeed by flexibly altering their characteristics (phenotypic plasticity; [2], [3] and [4]) in fitness-inducing traits, but selective forces would rapidly eliminate that plasticity to result in a canalized trait [1], [5] and [6]. Waddington termed this process “genetic assimilation” [1] and [7]. Despite the potential importance of genetic assimilation to evolutionary changes in founder populations [8], [9] and [10], empirical evidence on this topic is rare, possibly because it happens on short timescales and is therefore difficult to detect except under unusual circumstances [11] and [12]. We exploited a mosaic of snake populations isolated (or introduced) on islands from less than 30 years ago to more than 9000 years ago and exposed to selection for increased head size (i.e., ability to ingest large prey [13], [14], [15] and [16]). Here we show that a larger head size is achieved by plasticity in “young” populations and by genetic canalization in “older” populations. Island tiger snakes (Notechis scutatus) thus show clear empirical evidence of genetic assimilation, with the elaboration of an adaptive trait shifting from phenotypically plastic expression through to canalization within a few thousand years.

[..]

Tiger snakes from newly colonized areas had relatively small heads at birth, but these increased rapidly in size (relative to body length) if the young snakes were offered large prey items. In contrast, snakes from “older” (long-colonized) islands had large heads at birth, but the head size of these animals displayed little phenotypic plasticity: the relative sizes of the snakes' heads were unaffected by the size of prey they encountered. Thus, the scenario accords well with Waddington's hypothesis [1] and [7] as well as many predictions of recent models [10]. As the animals colonized a novel type of habitat, the optimal values for major phenotypic traits (in this case, head size and body size) were different from those experienced in the ancestral (mainland) population. That challenge initially was solved by phenotypic plasticity (phenotypes were induced by local conditions, in this case prey size). Remarkably, such plasticity evolved or was selected for very quickly (in under 40 years; see above and [10], [17] and [18]) from undetectable levels of plasticity (this aspect is not predicted by current evolutionary models [10]). Over time (over thousands of years), this plasticity was eroded and replaced by genes coding for canalized expression of the same phenotypic trait (a large head size) that in earlier times had been generated by plasticity.

In a scenario where plasticity is eroded, we would expect to see a progressive increase in mean body size and head size at birth, as a function of time since population isolation. That is, tiger snakes in newly colonized areas should have relatively small heads at birth, whereas conspecifics from “older” populations should have larger head sizes. In keeping with this prediction, a gradient in size at birth was evident between the “old” population on Williams Island (large neonates) and mainland snakes with no exposure to larger prey items (Joondalup Lake, small neonates). Neonate sizes were intermediate in the sites with intermediate ages since colonization (Christmas and New Year islands).

Comparisons between the two most recently colonized sites, Carnac Island (less than 90 years since snake introduction) and Trefoil Island (40 years), are of particular interest. Snakes from both of these “young” populations are highly plastic in rates of jaw growth, but Carnac Island neonates also are born with larger jaws than their putative mainland ancestors (Joondalup Lake), whereas the Trefoil Island snakes do not differ from their putative (Tasmanian) ancestors in mean body or head sizes at birth. Therefore, genetic assimilation may occur rapidly (over a few decades), even in relatively long-lived, late-maturing animals such as tiger snakes (2 to 3 years old at maturation [13] and [18]). If such rapid change is common, then genetic assimilation will only be observed in studies specifically focused on the years immediately postcolonization. Future studies could usefully (1) assess and measure the putative costs of phenotypic plasticity in island tiger snakes and (2) explore plasticity during the postcolonization phase in other species to see whether Waddington's long-neglected concept of genetic assimilation may provide important insights into the process by which organisms adapt to novel environmental challenges.
Volkorenbrood: "Geen quotes meer in jullie sigs gaarne."
pi_74371174
03-11-2009

Belgische wetenschappers boeken doorbraak met "evolutionair experiment"



Bruno Gryseels en Tine Huyse, twee wetenschappers van het Antwerpse Instituut voor Tropische Geneeskunde en de K.U.Leuven, hebben via een "evolutionair experiment" aangetoond hoe een worm die op mensen parasiteert vanuit Afrika het continent Zuid-Amerika veroverde.

Voor het onderzoek werd het DNA van parasitaire schistosomawormen in Afrika en Zuid-Amerika met elkaar vergeleken. Schistosomawormen leven in de bloedvaten rond de darm of de blaas van de mens. De worm evolueert al miljoenen jaren samen met zijn gastheren: mensen en slakken.

De twee wetenschappers maakten in Brazilië jacht op de slakken die geïnfecteerd waren met de parasiet. Op basis van onderzoek van hun DNA slaagden ze erin aan boord van het zeilschip "Stad Amsterdam" de stamboom van de parasiet in detail uit te werken.

Zo kon worden bevestigd dat Zuid-Amerikaanse wormen afstammen van West-Afrikaanse stammen. Zij zouden bij de Trans-Atlantische slavenhandel in de 16e eeuw samen met hun gastheer de oversteek over de oceaan gemaakt hebben.

Ook blijkt er van de worm in Brazilië veel minder genetische variatie te bestaan dan in Afrika. In één provincie in Senegal werd zelfs meer genetische variatie gevonden dan in heel Brazilië. Dit betekent dat zich bij de transatlantische oversteek van de parasiet een "evolutionaire flessenhals" heeft gevormd. Voor deze these bestonden al indicaties, maar ze werd nooit eerder wetenschappelijk aangetoond. (belga/mvl)

(HLN)
Death Makes Angels of us all
And gives us wings where we had shoulders
Smooth as raven' s claws...
  woensdag 4 november 2009 @ 00:18:45 #163
147503 Iblis
aequat omnis cinis
pi_74371646
Hé, ik wilde net zeggen, dat was zondag op TV. Ik zal dat even cross-posten in: Darwins reis met de Beagle (VPRO).
Daher iſt die Aufgabe nicht ſowohl, zu ſehn was noch Keiner geſehn hat, als, bei Dem, was Jeder ſieht, zu denken was noch Keiner gedacht hat.
pi_74415230
quote:
Springman, R. et al. (2009) Evolution at a High Imposed Mutation Rate: Adaptation Obscures the Load in Phage T7. Genetics, advance online.

Evolution at high mutation rates is expected to reduce population fitness deterministically by the accumulation of deleterious mutations. A high enough rate should even cause extinction (lethal mutagenesis), a principle motivating the clinical use of mutagenic drugs to treat viral infections. The impact of a high mutation rate on long-term viral fitness was tested here. A large population of the DNA bacteriophage T7 was grown with a mutagen, producing a genomic rate of 4 non-lethal mutations per generation, 2-3 orders of magnitude above the baseline rate. Fitness - viral growth rate in the mutagenic environment - was predicted to decline substantially; after 200 generations, fitness had increased, rejecting the model. A high mutation load was nonetheless evident from ( i) many low- to moderate-frequency mutations in the population (averaging 245 per genome), and (ii) an 80% drop in average burst size. Twenty eight mutations reached high frequency and were thus presumably adaptive, clustered mostly in DNA metabolism genes, chiefly DNA polymerase. Yet blocking DNA polymerase evolution failed to yield a fitness decrease after 100 generations. Although mutagenic drugs have caused viral extinction in vitro under some conditions, this study is the first to match theory and fitness evolution at a high mutation rate. Failure of the theory challenges the quantitative basis of lethal mutagenesis and highlights the potential for adaptive evolution at high mutation rates.

[..]

The evolutionary consequences of a high mutation rate are mysterious. It is widely considered that mutations are essential for adaptation, but that the rate maximizing adaptation is far below what can be tolerated (e.g., Trobner and Piechocki 1984; Sniegowski 1997, 2001). In this 'twilight zone' of higher-than-optimal mutation rates, the population experiences unique challenges. In one process, the 'error catastrophe,' the best genotype is driven out of the population deterministically because the onslaught of viable, mutant genotypes simply overwhelms it (Eigen et al. 1988). With Muller's ratchet, a phenomenon of finite asexual populations, high mutation rates and genetic drift combine to cause loss of the wild-type genome, and the absence of recombination blocks its recreation (Muller 1964); fitness gradually decays as mutations continue their stochastic accumulation. Yet another high mutation rate process is the straightforward, deterministic decline in population fi tness as deleterious mutations accumulate (Kimura and Maruyama 1966), leading to extinction if fecundity is too low to compensate (Maynard Smith 1978; Bull et al. 2007).

The problem with our understanding of evolution at high mutation rate is that it is piecemeal. We don't yet know how to combine these di fferent processes nor do we know their relative importances. For example, the fitness loss at high mutation rate can be o ffset both by adaptation and by the error catastrophe, but for realistic models, there is no formal basis for predicting the magnitude of adaptation nor even for recognizing an error catastrophe (Bull et al. 2007, 2005). Empirical studies are needed. Several studies of viruses have explored extinction through elevated mutation rate (lethal mutagenesis; Anderson et al. 2004; Domingo et al. 2001, also see Discussion), but they have not been tied to any quantitative model. The practical value of such work is that mutagenic drugs are sometimes used to treat viral infections, yet we do not know how the elevated mutation rate is impacting the virus.

Here we develop an empirical system to enforce viral evolution at high mutation rate and test theory developed for lethal mutagenesis. A mutagen is applied to the culture in which the DNA bacteriophage T7 is grown, the mutation input per generation is measured on a genome-wide scale, and the system is used to observe both molecular and fi tness evolution. Comparison of data and theory provides new insights to the process that underlies lethal mutagenesis. However, existing theory must also be modi fied to address some empirical properties of the system.
Volkorenbrood: "Geen quotes meer in jullie sigs gaarne."
pi_74476571
06-11-2009

Daarom brengen geuren je terug naar je kindertijd



Niets kan je sneller naar vroegere tijden loodsen dan een bepaalde geur. Maar hoe komt het dat geuren zo'n diepe sporen nalaten in onze hersenen?

Israëlische wetenschappers menen het antwoord te hebben gevonden: 'geurherinneringen' laten een heel ander soort spoor na in onze hersenen dan andere soorten herinneringen, zoals beelden, geluiden en woorden. Dat maakt van geurherinneringen een 'gepriviligeerd' soort herinneringen, ze komen op de eerste plaats.

Experiment
De Israëlische onderzoekers probeerden om de geurherinneringen uit de kindertijd na te bootsen bij 16 volwassenen vrijwilligers. In het labo kregen deze een foto van een voorwerp te zien, gecombineerd met een geurtje van een peer of een schimmelgeur. 90 minuten later kregen ze dezelfde foto te zien, maar met het andere geurtje.

Na een week werd getest welke associatie het sterkst was, door de vrijwilligers bloot te stellen aan dezelfde geur. Tijdens alle testen waren de vrijwilligers verbonden met een functionele MRI-scanner, die de breinactiviteit moet meten.

Oplichten
Over het algemeen vonden de vrijwilligers het gemakkelijker onplezante geuren te onthouden dan plezante. Maar de MRI-scans tonen dat de hippocampus in de hersenen anders 'oplicht' wanneer de vrijwilligers werden blootgesteld aan de eerste geur waar ze aan waren blootgesteld de week ervoor. Bij de tweede geur reageerden de hersenen niet op een speciale manier. Het soort geur doet er dus niet toe, wél de volgorde.

Evolutie
Hoe wordt dan verklaard dat mensen het onplezante eerder onthouden? Volgens doctor Yeshurun is het evolutionair logisch dat slecht ervaringen beter onthouden worden dan goede.

Evolutie verklaart ook waarom geurherinneringen een voorkeursbehandeling krijgen in de hersenen. Onze voorouders leunden wellicht meer op hun geurzin om giftige planten, rot voedsel en vijanden op te sporen dan wij. Daarom was het belangrijk dat deze geuren het sterkst in onze hersenen werden geëtst. (edp)
(HLN)
Death Makes Angels of us all
And gives us wings where we had shoulders
Smooth as raven' s claws...
pi_74559207
09-11-2009

Oermens had tussenstop in groene Sahara



Onze voorouders verlieten zo'n 120.000 jaar geleden hun Oost-Afrikaanse bakermat en trokken naar Noord-Afrika, het Midden-Oosten, Azië en later Europa. Op zijn route naar het noorden verbleef de oermens in de Sahara en de Sahel, waar het nu te droog en te heet is om te wonen. Destijds groeiden daar echter bomen en heerste er een vochtig klimaat.

Daar zijn onderzoekers van het Koninklijk Nederlands Instituut voor Zeeonderzoek (NIOZ) en de universiteit van Bremen achtergekomen, na studie van sedimentlagen tot bijna 200.000 jaar oud in de bodem van de Atlantische Oceaan ten westen van Guinee, op een diepte van 3 km. Daarin vonden ze resten van de waslaag die bomen en planten beschermt tegen uitdroging door de zon. De stof kwam daar ooit terecht door aflandige winden.

Groene en vochtige gebieden
Na analyse van de wasmoleculen concludeerden de onderzoekers dat de Sahara en de Sahel groene en vochtige gebieden waren gedurende drie perioden: 120.000 -110.000, 50.000-45.000 en 10.000 en 8000 jaar geleden. Toen konden bomen goed gedijen.

De oudste twee perioden vallen samen met de tijd waarin de oermens uitzwermde vanuit Oost-Afrika naar Noord-Afrika, het Midden-Oosten, Azië en tenslotte ook naar Europa. Deze migratie was mogelijk door het vochtige klimaat en de bijbehorende vegetatie in Noord-Afrika. Toen het daar droger werd, vertrokken onze voorouders naar gunstiger leefomgevingen. Sommigen keerden terug naar Oost-Afrika, anderen staken over naar Europa. (anp/sps)

(HLN)
Death Makes Angels of us all
And gives us wings where we had shoulders
Smooth as raven' s claws...
pi_74620588
11-11-2009

Dino’s waren warmbloedig

Hoeveel energie verbruikt een dinosaurus als hij rent? In ieder geval meer dan het lichaam van een koudbloedig dier kan genereren. De meeste dino’s waren waarschijnlijk warmbloedig. Dat blijkt uit onderzoek van de Universiteit van Washington. De evolutie van warmbloedige dieren gaat daarmee verder terug dan wetenschappers tot nu toe dachten.

Waren dinosaurussen warmbloedig zoals moderne zoogdieren en vogels, koudbloedig zoals hagedissen of iets daar tussenin? Dat is een vraag die wetenschappers al lange tijd bezig houdt. Er zijn verschillende redenen om aan te nemen dat de dino warmbloedig was. Dat heeft voordelen, maar er hangt ook een prijskaartje aan. Om de lichaamstemperatuur op peil te houden, is een constante toevoer van brandstof noodzakelijk. Warmbloedige dieren hebben dan ook een snelle stofwisseling en verbruiken veel meer energie dan koudbloedige dieren.

Heuphoogte en spierkracht

Aan de hand van de lengte van het bot is heuphoogte makkelijk te schatten. © Wikimedia Commons

Stofwisseling en energieverbruik zijn complexe biologische processen. Hoe kun je die meten bij dinosaurussen die miljoenen jaren geleden al uitstierven? Wetenschappers van de Universiteit van Washington hebben het antwoord. De hoeveelheid energie die nodig is om te lopen en te rennen, is bij de meeste landdieren sterk afhankelijk van de heuphoogte. Dankzij de lengte van fossiele dinobotten kun je de afstand van de heup tot de grond makkelijk schatten. Zo bepalen wetenschappers met 98 procent zekerheid hoeveel energie er nodig is om de poot in beweging te krijgen.

Een fossiel dinobot geeft nog meer informatie. Om de poot van een dinosaurus te verplaatsen, is spierkracht nodig. Wetenschappers zien precies waar spieren op het bot aanhechten. Zo kunnen zij schatten hoeveel spierweefsel een dino nodig heeft om te lopen of te rennen en hoeveel energie het kost om deze spieren aan het werk te zetten. Met beide methoden bepaal je uiteindelijk het energieverbruik van een dinosaurus. Als lopen en rennen meer energie kost dan het lichaam van een koudbloedige kan genereren, waren dino’s waarschijnlijk warmbloedig.


Als deze Tyrannosaurus koudbloedig zou zijn, zou hij na een klein stukje lopen of rennen ontzettend lang nodig hebben om weer op adem te komen. © Wikimedia Commons

.‘Run now, pay later’
De vijf grootste soorten (Gorgosaurus, Dilophosaurus, Plateosaurus, Allosaurus en Tyrannosaurus) uit het onderzoek van de Amerikanen zijn duidelijk warmbloedig. Niet alleen verbruiken deze dinosaurussen een hoop energie, zij kunnen ook niet overleven met de ‘run now, pay later’ strategie van een koudbloedig dier. Om een klein stukje te lopen of rennen zou een koudbloedige dino van groot formaat problematisch lang nodig hebben om weer op adem te komen. De wetenschappers concluderen dat dino’s van meer dan 20 kilo warmbloedig waren.

Bij de kleinere soorten (Heterodontosaurus, Compsognathus, Velociraptor en Archaeopteryx) is de conclusie minder duidelijk. Hun energieverbruik valt binnen de mogelijkheden van koudbloedigen, behalve wanneer zij heel hard moeten rennen. Deze dino’s kunnen dus zowel warm- als koudbloedig zijn. Het is bekend dat kleine dinosaurussen een actieve leefstijl hadden. Volgens de Amerikanen ligt een warmbloedige stofwisseling dan meer voor de hand.


Kleine dinosoorten, zoals deze Velociraptor, hebben een actieve leefstijl. Daarbij past beter een warmbloedige dan een koudbloedige stofwisseling. © Arthur Weasley, Wikimedia Commons
.Stamboom

In totaal bekeken de wetenschappers het energieverbruik van 14 dinosoorten, 62 vogels en zoogdieren, en 37 reptielen. Op basis van al die informatie maakten zij verschillende stambomen. Onder de aanname dat dino’s voornamelijk lopen, is een warmbloedige stofwisseling drie keer onafhankelijk ontstaan. De eerste warmbloedige dinosaurus is in dat geval de Plateosaurus, die tussen de 200 en 215 miljoen jaar geleden leefde. In een tweede stamboom gaan de Amerikanen er vanuit dat dino’s vooral veel rennen. Dan blijkt de warmbloedige stofwisseling een basiskenmerk van alle dinosaurussen. De evolutie van warmbloedige dieren gaat hoe dan ook verder terug dan wetenschappers tot nu toe dachten.


Twee stambomen van warm- en koudbloedigen. De bovenste stamboom is gebaseerd op lopen. Een warmbloedige stofwisseling is in dit geval drie keer onafhankelijk ontstaan. De onderste stamboom is gebaseerd op rennen. Alle dinosaurussen zijn dan waarschijnlijk warmbloedig. Donkerblauw: koudbloedig, Geel: waarschijnlijk warmbloedig, Turkoois: onbekend, Rood: warmbloedig © Pontzer e.a., PLoS ONE

Bronnen
Biomechanics of running indicates endothermy in bipedal dinosaurs (Herman Pontzer, Vivian Allen en John Hutchinson), PLoS ONE, 11 november 2009

(Kennislink)
Death Makes Angels of us all
And gives us wings where we had shoulders
Smooth as raven' s claws...
pi_74803637
17-11-2009

Razendsnelle soortvorming


de eerste immigrant en stamvader van de Nieuwe Vink Foto PNAS

Het was een te grote vink met een te grote snavel, een buitenbeentje dat in 1981 in zijn eentje naar een eiland verderop vloog. En zes generaties later is deze vogel de stamvader geworden van een nieuwe soort. Soortvorming blijkt geen kwestie van eeuwen.

Het befaamde biologenechtpaar Peter en Rosemary Grant beschreef het relaas van de vink gisteren in Proceedings of the National Academy of Sciences. De twee doen al sinds 1973 onderzoek naar de vinken op de Galapagos-eilanden. Charles Darwin beschreef dat die vinken op elk eiland anders zijn. Het geldt als een klassieke onderbouwing van de evolutietheorie.

Het echtpaar Grant merkte en mat elk jaar vinken op het kale en onbewoonde eilandje Daphne Major in het centrum van de Archipel. Al na acht jaar hadden ze meer dan 90 procent van alle vinken op het eiland in handen gehad.

In 1981 vingen de Grants een vink (een middelste grondvink) die veel groter was dan gebruikelijk – genetisch onderzoek wees uit dat het dier van een naburig eiland kwam. Bovendien bleek de grote vogel een hybride: deels grondvink, deels cactusvink.

De vink paarde op Daphne met een lokaal grondvink-vrouwtje dat ook hybride was. Achtentwintig jaar volgden de Grants hun nakomelingen. Die paren nu, in de zesde generatie, alleen nog maar met elkaar. Een nieuwe soort is ontstaan, schrijft het echtpaar. Twee zaken waren beslissend.

Vanaf het eerste uur werkte de zang van de immigrant zijn integratie tegen. Hij schaafde zijn zang bij door naar soortgenoten op Daphne Major te luisteren, maar leerde de roep niet correct. Dat maakte hem, en zijn nakomelingen, minder aantrekkelijk voor lokale vrouwtjes.

Het jaar 2004 deed de rest. Toen was het erg droog en dat bevoordeelde – om verschillende redenen – kleine exemplaren van de grondvink. De afwijkende familie, met zijn grote vogels, raakte bijna uitgestorven. Eén broer en zus overleefden. Die paarden met elkaar, en hun nakomelingen leken opeens nog veel minder op de andere grondvinken. En sindsdien paart de familie (niet meer dan zo’n twintig of dertig vogels) alleen nog onderling. Soortvorming heeft geen eenduidige oorzaak, concluderen Grant en Grant.

(nrc)
Death Makes Angels of us all
And gives us wings where we had shoulders
Smooth as raven' s claws...
pi_74825491
quote:
da, missing link of niet?

18/11/2009 10:00



Eind mei kopten bladen dat de Noorse paleontoloog Jørn Hurum de missing link had gevonden, maar zes maanden later sabelde het blad Nature de hypothese neer. Jørn Hurum is niet uit zijn lood geslagen.

In mei 2009 presenteerden Hurum en zijn medewerkers 'Ida', een fossiel van 47 miljoen jaar oud, als een lid van een uitgestorven primitieve groep primaten die een onbekende tussenschakel vormt met hogere primaten.

In de evolutie zou niet lang daarvoor de tak die later leidde naar apen, mensapen en mensen (haplorhini) zich hebben afgesplitst van de tak met de lemuren (strepsirrhini).

In hun paper op het internetmagazine Public Library of Science kwam het team van Hurum tot de conclusie dat Ida tot een groep behoorde die dichter bij de apen staat dan bij de lemuren. 'We hebben echter nooit gesuggereerd dat Ida op de menselijke lijn zit', zegt Hurum. 'Wel dat ze tot een basale specie van de apenlijn behoort.'

Uit de hand gelopen

Hurum kan niet ontkennen dat een en ander uit de hand gelopen is op de persconferentie in New York. 'We hadden het niet meer onder controle. Google verwerkte Ida in zijn logo en ongeveer 1,2 miljard mensen hebben het aangeklikt om te lezen over Ida. Nooit heeft een wetenschappelijke paper een dergelijk bereik gekregen. Helaas hebben de media onze vraagtekens weggelaten, zodat het publiek een vertekend beeld kreeg van de betekenis van Ida.'

Sommigen spreken van de grootste zelfkruisiging in de wetenschappen, zegt Hurum lachend. 'Maar ik ben niet bezig met mijn academische carrière, ik wil het verhaal vertellen. Helaas heeft History Channel slogans gelanceerd als 'grootste vondst in 47 miljoen jaar' en 'dit zal alles veranderen'.

De indruk werd gewekt alsof Ida een directe voorloper van de mens was. Na de persconferentie hebben we de slogans meteen laten verwijderen, maar de schade was niet meer te herstellen. Op de koop toe kreeg de Duitse versie van het boek de titel Missing Link zonder dat we konden ingrijpen.

Droom

De wetenschappers onder leiding van Erik Seiffert die de hypothese van Hurum in blad Nature verwerpen, kwamen tot de conclusie dat Ida op de lijn van de lemuren thuishoort.

'Mijn droom is om een tandenkam te vinden die ouder is dan Ida', reageert Hurum. 'Dat zal de hele discussie van tafel vegen. Kenmerkend voor lemuren is hun natte neus, wat je in fossielen niet kunt zien, en hun tandenkam en vlooiklauw. Als zou blijken dat lemuren die kenmerken al ontwikkeld hebben voor de tijd van Ida, dan gaat het niet op haar op dezelfde lijn te situeren. Maar de kans op zo'n vondst is natuurlijk heel klein.'

'De kenmerken die verwijzen naar de lijn van de apen doen Seiffert en co. in Nature af als parallelle evolutie (verschillende soorten kunnen in de evolutie toch convergerende adaptaties ondergaan, nvdr). In vele discussies is dat een gemakkelijkheidsoplossing geworden om het materiaal te laten samenvallen met het eerder ingenomen standpunt.

'In elk geval is de evolutie binnen de primaten complexer dan werd aangenomen. Voor de rest kunnen zij gelijk hebben en kunnen wij gelijk hebben. Het is niet per se het een of het ander. We wisten dat deze wetenschappelijke discussie ons te wachten stond. Maar het is jammer dat ze de korte discussie in onze paper voortdurend aanvallen en zo weinig doen met de uitvoerige anatomische beschrijving die nochtans veel lof heeft gekregen. De beschrijving zal standhouden, maar de discussie over de situering van Ida kan nog vele kanten uit. We bestuderen nu alle wetenschappelijke argumenten die tegen onze hypothese naar voren zijn gebracht en zullen daar binnen afzienbare tijd een artikel over publiceren. Over zes maanden hoort u meer van ons.'

Eric Bracke
COLIN TUDGE, IDA, HET VERHAAL VAN EEN VOOROUDER, UITGEVERIJ NIEUW AMSTERDAM, 272 BLZ.
http://knack.rnews.be/nie(...)?cid=rss#72;45;42523
pi_74838180
18-11-2009

Al 12.300 jaar geleden liepen er mensen rond in Amerika
Werktuig uit grot in Oregon is oudste vondst


De jagers die met deze speerpunten jaagden, werden beschouwd als de eerste Amerikanen. De vondst van een benen krabber laat echter zien dat er al eerder mensen op het westelijk halfrond woonden. Foto Reuters

De eerste Amerikanen waren er eerder dan lang werd gedacht. Dat blijkt uit de vondst van een benen krabber in de Amerikaanse staat Oregon.Door Dirk Vlasblom

Er is weer een Amerikaans record gesneuveld. In een grot in Oregon hebben archeologen een benen werktuig gevonden dat lijkt op een krabber om dierenhuiden schoon te maken. Het bot heeft een kartelrand en is, afgaande op koolstofdatering en op de afzettingslaag waarin het is aangetroffen, 12.300 jaar oud.

Daarmee is dit het oudste door mensen gemaakte voorwerp dat is gevonden op het westelijk halfrond. De vondst laat zien dat er in Noord-Amerika duizend jaar eerder mensen woonden dan lang is aangenomen.

Leider van het onderzoeksteam is archeoloog Dennis Jenkins, verbonden aan de afdeling antropologie van de universiteit van Oregon (UO). Hij onthulde de vondst vorige maand in een lezing. Het wetenschappelijke tijdschrift Nature wijdde er vorige week een bericht aan.

Jenkins’ team doet al jaren onderzoek in de Paisley Caves, acht grotten in een rotswand, 1.500 meter boven de oevers van Lake Summer. Zo’n 12.000 jaar geleden stond het water veel hoger en woonden de grotbewoners aan de oever van dit bergmeer in het zuiden van Oregon.

Archeoloog Luther Cressman onderzocht deze grotten al in 1938. Hij vond er beenderen van kamelen en bizons uit het late Pleistoceen, samen met door mensen gemaakte werktuigen. Cressman vermoedde dat dit sporen waren van de oudste Amerikanen, maar de vondsten zijn niet goed gedocumenteerd.

Sinds de jaren zestig van de vorige eeuw bestaat over de kolonisatie van Amerika de volgende theorie. Zo’n 13.000 jaar geleden ontstond een doorgang tussen de twee ijskappen die Noord-Amerika bedekten. Via een landbrug waar nu de Beringstraat ligt en door de ijsvrije Canadese corridor zouden zo’n 11.500 jaar geleden de eerste mensen vanuit Azië Amerika zijn binnengetrokken. Ze liepen naar het zuiden en verspreidden zich over het continent.

Deze jagers ontwikkelden in Noord-Amerika een eigen cultuur. Die jagerscultuur kreeg de naam Clovis, naar een gehucht in New Mexico, waar in 1928 voor het eerst hun sporen werden gevonden – speerpunten tussen mammoetbotten. Sindsdien zijn op tientallen plaatsen verspreid over de VS soortgelijke speer- en pijlpunten gevonden. De jagers werden voortaan beschouwd als de eerste Amerikanen. Iedere indiaan zou van hen afstammen.

De laatste jaren is deze Clovis-theorie door nieuwe vondsten en nieuwe dateringen aan het wankelen gebracht. Antropoloog Michael Waters van Texas A & M University publiceerde in 2007 in het tijdschrift Science de resultaten van een nauwkeurige 14C-datering van Clovis-artefacten. Daaruit bleek dat vroege indianen maar drie eeuwen de tijd zouden hebben gehad om van Clovis-vindplaatsen te migreren naar Chili, waar bijna even oude artefacten zijn gevonden. Onmogelijk, zei Waters.

Vorig jaar droeg het team van Jenkins nieuwe munitie aan in de Clovis-discussie. In de Paisley Caves vonden zij 14 versteende uitwerpselen (coprolieten). In drie ervan werd menselijk DNA geïsoleerd van 12.300 jaar oud, 1.200 jaar ouder dan de oudste benen speerpunten van de Clovis-cultuur. Het mitochondriaal DNA in de menselijke coprolieten had een genetische structuur die uniek is voor inheemse Amerikanen.

De Clovis-theorie heeft hardnekkige aanhangers in de Amerikaanse archeologenwereld en Jenkins heeft er zowel voor- als tegenstanders. Eerder dit jaar schreef een groep van zeven antropologen en archeologen dat de versteende uitwerpselen jonger zouden zijn dan het sediment waarin ze waren aangetroffen. Jenkins c.s. bestreden dat en met de vondst van het benen werktuig hebben ze een nieuw argument.

Archeoloog Jon Erlandson, ook van de UO, vindt de vondst „dodelijk” voor de Clovis-theorie. Als er eerder dan 13.000 jaar geleden mensen van Azië naar Amerika zijn getrokken, kwamen zij via de kust en niet over land, want die route was toen afgesloten door ijs.

(nrc)
Death Makes Angels of us all
And gives us wings where we had shoulders
Smooth as raven' s claws...
pi_74873325
19-11-2009

De onmogelijke schedel
Revolutionaire Georgische oermens komt naar Nederland

Museum Naturalis stelt een 1,8 miljoen jaar oude schedel uit Georgië tentoon die voor veel opschudding heeft gezorgd. We zochten de oude menselijke resten en hun unieke vindplaats alvast op.

In Georgië heb je voortdurend het gevoel dat je teruggereisd bent in de tijd. Om je in de nadagen van de Sovjet-Unie te wanen hoef je alleen maar even het Stalinmuseum te bezoeken in de stad Gori, want dat is nog precies hetzelfde is ingericht als in de jaren zeventig van de vorige eeuw. Voor een vleugje Middeleeuwen ga je naar het platteland, waar ezels en ossen karren vol maïsstengels trekken en sjofele herders hun kuddes schapen, koeien of kalkoenen voortdrijven langs kiezelige rivierbeddingen.

Prachtig, maar wij zijn gekomen voor een veel verder verleden. Wij, dat is een groep Nederlandse journalisten op snoep- pardon, op persreis. Het Drents Museum en natuurhistorisch museum Naturalis hebben ons uitgenodigd om meer te weten te komen over hun aanstaande tentoonstellingen. Die in Naturalis heeft een nogal bescheiden omvang: één schedel, met bijbehorende onderkaak. Hij is voor ‘een paar miljoen euro’ verzekerd, aldus het museum.

Dat is natuurlijk niet zomaar een schedel. Hij is gevonden in Dmanisi, een archeologische vindplaats op een hoge klif, waar Middeleeuwse ruïnes staan. Onder de gebouwen zijn ook overblijfselen uit de bronstijd gevonden, die tot zevenduizend jaar oud zijn. Indrukwekkend, maar piepjong vergeleken met deze mensenschedel. Want die is tussen de 1,77 en 1,85 miljoen jaar oud.

Oeroude botjes
Over de plek van de opgraving staat een gloednieuw dak. Pas sinds een paar maanden, vertelt David Lordkipanidze, opgravingsleider en tevens directeur van het Nationale Museum van Georgië. Het is duidelijk dat de plek belangrijk wordt gevonden. Toch kunnen we zo de kuil in lopen – al mag dat normaal niet - en zien we zelfs wat oeroude botjes uit de grond steken.

Dat deze plek een kijkje in de verre prehistorie kon geven, bleek voor het eerst in 1983. Toen legden de Georgiërs een Middeleeuwse kelder bloot en vonden dierenbotten in de onderste laag. “Overblijfselen van een feestmaal, was de eerste gedachte”, aldus Lordkipanidze. Maar de kies van een uitgestorven soort neushoorn wekte argwaan. Vervolgens kwamen resten van sabeltandtijgers, zuidelijke mammoeten, een soort giraf en andere beesten tevoorschijn. Tot nu toe zijn er ongeveer vijftig verschillende diersoorten geïdentificeerd, vertelt de archeoloog, allemaal van zo’n 1,8 miljoen jaar geleden.

Het duurde tot 1991 voor het eerste stukje mens werd gevonden: een onderkaak zonder achterste delen, maar met een keurig intact gebit. De kaak was smaller en steviger dan die van een moderne mens en had geen kin. Een primitieve mensachtige, zeiden de Georgiërs. Lordkipanidze liet hem op een congres in Frankfurt aan collega’s zien, maar zegt dat de vondst met ongeloof werd begroet. Zulke ver ontwikkelde mensachtigen werden geacht pas veel later buiten Afrika terechtgekomen te zijn.

Schedel zonder gezicht
In 1999 was het gelijk van Lordkipanidze en zijn collega’s moeilijk meer te ontkennen, want toen werden een schedeldak en een schedel zonder gezicht gevonden, die waarschijnlijk bij die eerste kaak hoort. Daar kwamen ze uit de grond, wijst de archeoloog naar een plek aan de rand van de opgraving.

En hier, een tiental meters verderop en midden onder het dak, werd in 2002 de vrijwel complete schedel D2700 gevonden, met ernaast een onderkaak die er precies bij past. Dit zijn de botten die naar het museum in Leiden komen.

Kort daarna kwam er nog een schedel met een kaak bij, van een mens die jarenlang in leven is gebleven met maar één tand. Ook zijn andere skeletdelen gevonden. Er volgt ongetwijfeld meer, want meer dan 90 procent van het gebied is nog niet onderzocht. Mogelijk is er dit jaar al iets vermeldenswaardigs opgegraven, want Lordkipanidze zinspeelt op een aankomende wetenschappelijke publicatie over de anatomische variatie binnen de groep Dmanisi-mensen. “En misschien hebben we dan meer materiaal om over te praten. Maar daarvoor is het nu nog te vroeg.”

Harde kalklaag
Alle fossielen lagen bovenop een laag lava, maar onder een harde kalklaag die zich in vrij korte tijd heeft gevormd. Het is vrijwel zeker dat de gevonden mensen en dieren binnen dezelfde periode van minder dan tienduizend jaar hebben geleefd, zegt Lordkipanidze. Hoe komt het dat al die botten bij elkaar liggen? “Er zijn twee mogelijkheden. De eerste is, dat roofdieren hun prooien hierheen versleepten. Onwaarschijnlijk, want bijtsporen zitten er nauwelijks op de botten. Dus wij denken dat hier water stroomde, dat kadavers op een hoop heeft geduwd, waarna ze snel bedekt zijn geraakt.”

Dat lijkt erg vreemd, want de vindplaats is bijna de hoogste plek in de omgeving. Maar ja, in twee miljoen jaar kan er natuurlijk een boel veranderen aan een landschap.

Drie dagen eerder hebben we Lordkipanidze ook al ontmoet, toen in het Nationaal Museum in de hoofdstad Tbilisi. Er kwamen vijf houten kistjes op tafel, waaruit hij voorzichtig drie schedels en drie kaken haalde. Waaronder schedel nummer D2700 en z’n onderkaak.

Kleine hersenen
Een van de meest opvallende kenmerken van deze schedel is de herseninhoud, vertelde hij toen. De eigenaar van de schedel was een jaar of veertien en mogelijk nog niet helemaal volgroeid, want iets kleiner dan de andere drie. De inhoud van deze is 600, die van de andere 650 en 780 kubieke centimeter. Dat is veel minder dan de 1500 die wij gemiddeld hebben. Maar ook een stuk minder dan Homo erectus, de mensensoort die geacht werd in Afrika te zijn ontstaan.

Alles bij elkaar opgeteld houden de Georgische oermensen het midden tussen Homo erectus en de eerdere, veel aapachtigere Homo habilis. Een overgangsvorm met een lichaamslengte van ruim anderhalve meter, aldus Lordkipanidze. Is het een uitgestorven tak aan de mensenstamboom of zijn nakomelingen van deze mensen terug naar Afrika gegaan, waar ze zich ontwikkelden tot Homo erectus? Dat laatste zou nog niet zo lang geleden als absurd van de hand zijn gewezen, maar is nu een reële mogelijkheid geworden. Het zou mooi kunnen verklaren hoe het komt dat de twee menstypen gelijktijdig in Afrika voorkwamen.

Lordkipanidze zal de schedel op 27 november onder strenge bewaking naar Leiden brengen. Tot die tijd ligt hij gewoon in een kast in zijn kantoor in Tbilisi.

Elmar Veerman



(Noordelicht)
Death Makes Angels of us all
And gives us wings where we had shoulders
Smooth as raven' s claws...
pi_75167036
30-11-2009

Van Bambi naar Moby Dick

De evolutie van de walvis, van landrot tot zeemonster, vormt een intrigerend hoofdstuk in de geschiedenis van het leven op aarde. Een bizar verhaal over zwemmende herten en wandelende walvissen.

Het lijkt niet de meest voor de hand liggende plek om naar walvisfossielen te zoeken: het grensgebied tussen India en Pakistan. Maar draai de klok achteruit en het Himalayagebergte verdwijnt als de rimpels in een tafelkleed dat strakgetrokken wordt. Nog verder terug in de tijd en het Indiaase subcontinent laat los van het Aziatische vasteland. De stijgende zeespiegel zet grote delen van de continenten onder water. Van Indonesië tot Spanje strekt dan de lome Tethys-zee zich uit, een behaaglijk warme, ondiepe zee. Welkom in het Eoceen, het geboortetijdperk van de walvissen.

Hier hebben vijftig miljoen jaar geleden de voorouders van de walvissen aarzelend hun eerste pootjes in het water gezet. Pootjes, ja, want die voorouders leefden op het land. Walvissen zijn, net als hun naaste verwanten de dolfijn en de bruinvis, zoogdieren. Ze zijn warmbloedig, zogen hun jongen met melk, en hebben geen kieuwen zoals vissen die hebben, maar moeten op gepaste tijden boven water komen om adem te halen.

De wandelende walvis
Pas de laatste twee decennia begint er duidelijkheid te komen over de roots van de walvis, en zijn plaats in de stamboom van de zoogdieren. Eén van de leidende paleontologen op dit gebied is Hans Thewissen, een Nederlandse onderzoeker die halverwege de jaren ’80 zijn werkterrein naar de Verenigde Staten verlegde en er hoogleraar werd “Toeval,” noemt hij het, dat hij in het walvisonderzoek verzeild is geraakt.
“Via mijn toenmalige Nederlandse begeleider, Paul Sondaar († 2003), had ik veel contacten in Pakistan en ik kwam er regelmatig. Ik was geinteresseerd in de fauna die was ontstaan was na de botsing van India met de rest van Azië, niet in walvissen.”

Dat veranderde in 1992 na de vondst van Ambulocetus natans, de ‘wandelende en zwemmende walvis’, in Noord-Pakistan. Thewissen: “We dachten eerst helemaal niet aan een walvis. We vonden voorpoten, achterpoten, een bijna compleet skelet. En ja, toen vonden we dus die schedel.”

Het uiterlijk van het oerbeest kan de argeloze toeschouwer gemakkelijk op een verkeerd been zetten. Het drie meter lange dier had een krachtige staart, korte, gedrongen poten en een kop met een gigantische bek. In de verte heeft het wel iets weg van een krokodil. Maar een paleontoloog laat zich niet in de luren leggen door zulk uiterlijk vertoon. De ware aard van Ambulocetus zit diep verborgen in zijn botten. En vooral: in zijn oren.

Het oor van de walvis
Mensenoren zijn, net als die van andere zoogdieren, niet geschikt om onder water mee te horen. Dat merk je als je oor volloopt onder de douche. Walvissen hebben dan ook geen oren op hun kop. Er zitten zelfs geen gaten in. Moderne, hedendaagse walvissen horen met hun onderkaak. Geluidstrillingen worden via een met vet gevuld kanaaltje naar het middenoor geleid. De gehoorbotjes – hamer, aambeeld en stijgbeugel - in het middenoor zijn een stuk grover dan bij ons, en deels versmolten. Een extra botplaatje, het trommelbot of ectotympanicum, heeft bij walvissen de functie van ons trommelvlies overgenomen. Van dat vlies rest in het walvisoor slechts een nutteloos stukje bindweefsel.

De Pakistaanse wandelende walvis bleek onmiskenbaar walvisoren te hebben, ontdekten Thewissen en collega’s. Nog niet helemaal perfect, maar het kwam wel heel dicht in de buurt.

Ook aan de botten van zijn voor- en achterpoten is af te lezen dat Ambulocetus zich prima thuis voelde in het water. Die botten zijn relatief zwaar, ongeveer net zo zwaar als die van hedendaagse nijlpaarden. Niet zo handig als je snel uit de voeten wilt komen op het land, maar uitermate praktisch als je in ondiep water rond wilt scharrelen. Zo blijf je een stuk makkelijker met je poten in het modder staan.

De hoeven van de walvis
Ambulocetus komt behoorlijk dicht in de buurt van de missing link, een overgangsfossiel tussen verschillende diersoorten. Maar het verhaal is nog niet compleet. Want wélk zoogdier zette nu voor het eerst zijn poten in het water? Over die vraag steggelden paleontologen en biologen decennialang, tot aan het begin van deze eeuw. Op basis van DNA-onderzoek concludeerden biologen dat walvissen het meest verwant zijn aan de evenhoevigen of Artiodactyla: zoogdieren als koe, kameel, nijlpaard en hert.

Maar voor paleontologen als Hans Thewissen tellen alleen fossielen. En het handjevol fossiele oerwalvissen uit de Tethyszee, grotendeels incompleet, liet geen enkele verwantschap zien tussen walvis en hoefdier. Al was het maar omdat de karakteristieke pols- en enkelbotten, waaraan zo’n verwantschap valt af te lezen, steeds ontbraken. Ook bij Ambulocetus, de wandelende walvis, die verder zo mooi compleet was. Tanden en kiezen lieten bovendien zien dat oerwalvissen vleeseters waren, en geen vegetarisch menu hadden, zoals hoefdieren. Nee, de walvis stamde af van een nu uitgestorven groep wolfachtige roofdieren, de Mesonychiden, meenden de paleontologen.

Maar ja. Dan vind je botten. Heel veel botten. En enkelbotten bovendien. Van Pakicetus, een oerwalvis waar tot dan toe vooral tanden en kiezen van waren gevonden. “Vijftig of zestig rotsblokken met fossielen hebben we uitgehakt en in laten pakken, vanuit Pakistan naar de VS opgestuurd. Daar hebben we ze voorzichtig geprepareerd, eindeloos bestudeerd, van alle kanten bekeken. Je hersenen moeten eraan wennen. Dat is een langzaam proces.”

Pas in 2001, vier jaar nadat Thewissen de enkels van oerwalvis Pakicetus had opgegraven, publiceerde hij zijn bevindingen in het wetenschappelijk tijdschrift Nature. De conclusie was onontkoombaar. Pakicetus, de vijftig miljoen jaar oude oerwalvis uit de Kala Chitta Hills in Punjab, Pakistan, was een hoefdier, en familie van hert, nijlpaard en koe. De oerwalvis had eenzelfde, dubbelscharnierend enkelgewricht.

En toeval of niet: in diezelfde week in 2001 maakte een andere koppige paleontoloog eveneens een knieval voor de biologen, in concurrerend wetenschapsblad Science. Philip Gingerich, bij wie Thewissen in de jaren tachtig zijn promotie-onderzoek had gedaan, beschreef daarin een andere Pakistaanse oerwalvis, de 45 miljoen jaar oude Protocetus. En ook die had onmiskenbaar hoefjes, moest hij toegeven. De biologen kregen gelijk.

“Nee, dat wist ik niet van te voren,” zegt Thewissen over die gelijktijdige publicatie. De twee onderzoekers hebben weinig contact met elkaar, vertelt Thewissen desgevraagd. “Het is wel wat zuur,” zegt hij. “Toen ik voor hem werkte, was ik nog helemaal niet met walvissen bezig.”

Zwemmend hert
Een ongelukje met een erfenis leidde in 2007 tot de meest recente uitbreiding van de walvisfamilie, en andermaal een publicatie in Nature. Thewissen had de beschikking gekregen over een grote verzameling rotsblokken van de overleden Indiase geoloog A. Ranga Rao. Rotsblokken met fossielen van Indohyus, een door Rao als eerste beschreven uitgestorven hoefdiertje. “Een preparateur brak per ongeluk een oor. Toen ik er in keek, dacht ik ‘Oh my God. Dat is een walvisoor’.” En dat zou je niet zeggen als je het diertje in levende lijve tegen zou komen. Indohyus heeft nog het meeste weg van een kantjil of dwerghertje. Toch is-ie volgens Thewissen familie van de walvis, en zelfs het meest aan de walvis verwante beest. Behalve een walvisoor heeft Indohyus namelijk ook de zware botten van een dier dat regelmatig het water opzoekt.

Het dier zag er misschien zo uit een hedendaags Afrikaans waterdwerghert of chevrotain. Dat diertje kan zich, als het wordt opgejaagd, minutenlang onder het water schuilhouden. Het extra gewicht van zijn botten helpt hem om niet boven te komen drijven.

Het is misschien even wennen, van Bambi naar Moby-Dick. Maar de evolutie heeft er dan ook alle tijd voor genomen. Tien miljoen jaar, om precies te zijn.

Jacqueline de Vree

Dit artikel verschijnt deze week ook in de VPRO-Gids.
Nog meer walvissen? Kijk aanstaande zondag naar afl 12 van de serie Beagle - in het kielzog van Darwin. Uitzending: zondag 6 december, 21.10 uur Ned 2.

(Noorderlicht)
Death Makes Angels of us all
And gives us wings where we had shoulders
Smooth as raven' s claws...
pi_75238778
quote:
How Did Flowering Plants Evolve to Dominate Earth?

ScienceDaily (Dec. 1, 2009) — To Charles Darwin it was an 'abominable mystery' and it is a question which has continued to vex evolutionists to this day: when did flowering plants evolve and how did they come to dominate plant life on earth? A new study in Ecology Letters reveals the evolutionary trigger which led to early flowering plants gaining a major competitive advantage over rival species, leading to their subsequent boom and abundance.

The study, by Dr Tim Brodribb and Dr Taylor Field of the University of Tasmania and University of Tennessee, used plant physiology to reveal how flowering plants, including crops, were able to dominate land by evolving more efficient hydraulics, or 'leaf plumbing', to increase rates of photosynthesis.

"Flowering plants are the most abundant and ecologically successful group of plants on earth," said Brodribb. "One reason for this dominance is the relatively high photosynthetic capacity of their leaves, but when and how this increased photosynthetic capacity evolved has been a mystery."

Using measurements of leaf vein density and a linked hydraulic-photosynthesis model, Brodribb and Field reconstructed the evolution of leaf hydraulic capacity in seed plants. Their results revealed that an evolutionary transformation in the plumbing of angiosperm leaves pushed photosynthetic capacity to new heights.

The reason for the success of this evolutionary step is that under relatively low atmospheric C02 conditions, like those existing at present, water transport efficiency and photosynthetic performance are tightly linked. Therefore adaptations that increase water transport will enhance maximum photosynthesis, exerting substantial evolutionary leverage over competing species.

The evolution of dense leaf venation in flowering plants, around 140-100 million years ago, was an event with profound significance for the continued evolution of flowering plants. This step provided a 'cretaceous productivity stimulus package' which reverberated across the biosphere and led to these plants playing the fundamental role in the biological and atmospheric functions of the earth.

"Without this hydraulic system we predict leaf photosynthesis would be two-fold lower then present," concludes Brodribb. "So it is significant to note that without this evolutionary step land plants would not have the physical capacity to drive the high productivity that underpins modern terrestrial biology and human civilisation."
Bijbehorende publicatie:
quote:
Brodribb, T.J. and Felid, T.S. (2009) Leaf hydraulic evolution led a surge in leaf photosynthetic capacity during early angiosperm diversification. Ecology Letters, advance online.

Angiosperm evolution transformed global ecology, and much of this impact derives from the unrivalled vegetative productivity of dominant angiosperm clades. However, the origins of high photosynthetic capacity in angiosperms remain unknown. In this study, we describe the steep trajectory of leaf vein density (Dv) evolution in angiosperms, and predict that this leaf plumbing innovation enabled a major shift in the capacity of leaves to assimilate CO2. Reconstructing leaf vein evolution from an examination of 504 angiosperm species we found a rapid three- to fourfold increase in Dv occurred during the early evolution of angiosperms. We demonstrate how this major shift in leaf vein architecture potentially allowed the maximum photosynthetic capacity in angiosperms to rise above competing groups 140–100 Ma. Our data suggest that early terrestrial angiosperms produced leaves with low photosynthetic rates, but that subsequent angiosperm success is linked to a surge in photosynthetic capacity during their early diversification.

[..]

The fundamental role played by angiosperms in the biological and atmospheric function of earth provides a major impetus for research into the adaptive processes responsible for early angiosperm diversification. Until recently most inquiry has focused on reproductive functions and plant–animal interactions as the engines of today's biodiversity (Crepet 2008; Williams 2008). To the extent that high leaf Pc is linked to canopy productivity (Bonan 2008), our results suggest that the Early to mid-Cretaceous transition in leaf architecture was an event of profound significance in the functional evolution and modernization of terrestrial vegetation. We posit that angiosperm leaves, by virtue of their veins, provided a Cretaceous productivity stimulus package that reverberated throughout the biosphere. Elevated Pc and the linked high rates of transpiration are likely to have enhanced the flows of energy, water and nutrients through the biosphere, which cascaded into new opportunities for diverse organisms in geologically young, angiosperm-dominated ecosystems (Berendse & Scheffer 2009; Boyce et al. 2009).
Volkorenbrood: "Geen quotes meer in jullie sigs gaarne."
pi_75266763
03-12-2009

Evolutie en broodkruimels

Over het ontstaan der soorten door middel van vogeltjes voeren

Dus jij denkt dat het voeren van de vogeltjes een onschuldige bezigheid is? Niets daarvan. Het heeft rechtstreeks invloed op de ontwikkeling van de vogels. Voor je het weet is er een nieuwe soort ontstaan.

Wie heeft er vroeger niet samen met zijn oma eendjes gevoerd? Of in de winter pinda’s of vetbollen in de tuin gehangen om de vogels te helpen overleven tijdens onze barre winters? Nergens voor nodig natuurlijk, die vogels weten al millennia lang hoe ze moeten overleven, daar hebben ze geen mensen voor nodig.

Maar onze hulpvaardigheid kan wel grote gevolgen hebben voor de evolutie van een soort. Een groep zwartkoppen viel binnen dertig generaties uiteen in twee groepen die zich onderling niet meer voortplantten, ontdekte een aantal Duitse onderzoekers (Current Biology, 3 december). En dat dankzij wat pinda’s en broodkruimels.

Britse zwartkoppen
De Centraal-Europese zwartkop (Sylvia atricapilla) is een zangvogeltje dat in de zomer in Zuid-Duitsland en Oostenrijk leeft, om de winters door te brengen in Spanje. Door ‘verbeterde overwinteringsomstandigheden’ – lees: omdat het klimaat zachter werd, en mensen ze steeds meer gingen voeren – gingen vanaf de jaren zestig steeds meer zwartkoppen in Groot-Brittannië overwinteren.

Om daar te komen, hoefden ze veel minder ver te vliegen. Bovendien leefden ze niet langer op vruchten, zoals in Spanje, maar op de hapjes die ze van de mens kregen. Het gevolg: de Britse overwinteraars ontwikkelden rondere vleugels, waarmee ze wendbaarder werden, maar ook minder geschikt voor het afleggen van grote afstanden. En hun snavels werden langer en smaller, en daardoor minder geschikt voor het eten van vruchten.

Door de verschillende overwinteringsplekken ontwikkelden de zwartkoppen zich in een aantal decennia tot twee aparte ‘ecotypen’. Ze zijn nog wel in staat om met elkaar te paren, maar doen dat niet meer, hoewel ze nog steeds gebroederlijk in het hetzelfde bos broeden. Genetisch verschillen ze inmiddels meer van elkaar dan van zwartkoppen die ruim 800 kilometer verderop wonen.

‘Onze resultaten laten zien dat de eerste stappen van soortvorming zich zeer snel kunnen voordoen bij overwinterende vogels’, concludeert Martin Schaefer, een van de onderzoekers. De reden daarvoor is dat de vogels gedurende de winter in Spanje aan heel andere omstandigheden worden blootgesteld dan in Engeland, en dus verschillende eigenschappen een evolutionair voordeel hebben.

Evolutie in actie
Blijft nog wel de vraag over hoe de zwartkoppen het voor elkaar krijgen om opeens op een heel andere plek te gaan overwinteren. Het trekgedrag van vogels – zowel de richting als de af te leggen afstand - ligt namelijk vast op de chromosomen.

Nader onderzoek leert dat de trekrichting van vogels niet bij alle individuen binnen een groep hetzelfde is. Bij zwartkoppen kan die variatie oplopen tot wel veertig graden, en dat is net genoeg om in plaats van in Spanje, in Groot-Brittannië terecht te komen. Ook in vroeger tijden vlogen sommige zwartkoppen dus waarschijnlijk al die kant op, alleen was de kans toen nog niet zo groot dat ze het overleefden.

Schaefer verwacht overigens niet dat de zwartkoppen zich ook echt gaan ontwikkelen tot twee aparte soorten. Hij denkt dat de gewoonten van mensen te snel veranderen om dat mogelijk te maken. Maar de rappe verandering van de zangvogeltjes is wel een mooi voorbeeld van de snelheid waarmee evolutie zich kan voltrekken. ‘Je kan het met je eigen ogen zien als je goed kijkt. Het hoeft geen miljoenen jaren te duren’, aldus Schaefer.

Bouwe van Straten

Gregor Rolshausen e.a., ‘Contemporary Evolution of Reproductive Isolation and Phenotypic Divergence in Sympatry along a Migratory Divide’, in Current Biology, 3 december 2009.

(Noorderlicht)
Death Makes Angels of us all
And gives us wings where we had shoulders
Smooth as raven' s claws...
pi_75431469
08-12-2009

'Geen conflict tussen schepping en evolutie'

Theoloog Bert Zonnenberg geeft dinsdag 15 december in de gereformeerde kerk aan de Ambrosiusweg in Waalwijk een lezing over 'schepping en evolutie'. Aanvang 20.00 uur, de toegang is gratis.

Zonnenberg wil aan de hand van een 'literaire lezing' laten zien dat er geen conflict bestaat tussen het scheppingsverhaal en de evolutieleer

(babantsdagblad)
Death Makes Angels of us all
And gives us wings where we had shoulders
Smooth as raven' s claws...
abonnement Unibet Coolblue
Forum Opties
Forumhop:
Hop naar:
(afkorting, bv 'KLB')