孟德爾遺傳學解釋不了的蝗蟲

2020-05-21 real九

今年年初,天災不斷。其中牽動人心的有蝗災的新聞。然而你知道嗎?蝗災的出現,僅僅用孟德爾的經典遺傳學無法解釋的。想要解釋蝗災,需要表觀遺傳學的知識。

什麼是表觀遺傳學?

高中生物知識告訴我們,DNA序列決定生物的性狀。但是在實際中,科學家觀察到一些DNA未改變,生物性狀卻發生改變的情況。比如開頭我們提到的蝗蟲,當其種群密度較大時,散居的蝗蟲便會傾向於遷徙,進而造成蝗災。

孟德爾遺傳學解釋不了的蝗蟲

但是在這個過程中,蝗蟲由散居的狀態變為遷徙的狀態,甚至可以遺傳給下一代的這種性狀,卻不是由於DNA序列改變而造成的,而是因為蝗蟲DNA上的幾個甲基化修飾。通俗來說,就是由於環境因素給蝗蟲DNA上進行一些小小的標記,就好比我們用記號筆在白板上畫個記號,白板還是那個白板,但是它卻有了額外的信息。

我們可以說,表觀遺傳學是一門環境臨時改變可遺傳性狀的一門學問。

表觀遺傳學能解釋什麼?

表觀遺傳學可以幫我們解釋很多傳統遺傳學解釋不了的疾病。比如系統性紅斑狼瘡,我們之前觀察到女性比男性更易患此病,但是從基因層面我們卻發現不了其致病基因。但是表觀遺傳學卻可以解釋這個現象。

除此以外,現在社會中排名前幾的殺手,心腦血管疾病、癌症等,以及一些精神疾病,人的衰老等等,這全都被發現部分與表觀遺傳學有關。


孟德爾遺傳學解釋不了的蝗蟲


甚至性染色體XY,在女性體內兩條X會隨機有一條失去活性,這也是表觀遺傳學所決定的。所有基因無法決定的遺傳信息,都與它有關。

表觀遺傳學能做點啥?

如果器官衰竭,那麼我們可以隨意更換器官,這是很多科幻小說中都有的情節。而如果這個情節想要實現,表觀遺傳學必將在其中發揮重要角色。我們給細胞一個信號,讓它成長為你所需要的器官。


孟德爾遺傳學解釋不了的蝗蟲

現代我們都在注意飲食,我們都知道飲食平衡和健康息息相關。其中表觀遺傳學佔重要影響因素。如果我們能弄清楚它的奧秘,那麼那一天可能我們就可以毫無顧忌的去吃自己想吃的東西了。(當然熱量超標還是會胖的)


孟德爾遺傳學解釋不了的蝗蟲

我們有很多現有科學無法解釋的現象,就像曾經我們無法解釋蝗災出現。但是科學向前發展,人類能解釋的東西越來越多,我們的生活也會越來越神奇的。

相關焦點

  • 遺傳學領域的先驅:孟德爾
    孟德爾是一位奧地利神父,他在花園裡通過實驗發現了遺傳的基本原理。孟德爾的觀察成為現代遺傳學和遺傳研究的基礎,他被廣泛認為是遺傳學領域的先驅。誰是孟德爾?人們普遍認為,孟德爾只展示了當時已經廣為人知的東西,混血最終會恢復到原來的樣子。變異的重要性及其演變的影響在很大程度上被忽略了。此外,孟德爾的發現並不被認為是普遍適用的,即使孟德爾本人也是如此,他推測孟德爾的發現只適用於某些物種或某些類型的性狀。當然,他的系統最終證明是普遍適用的,是生物學的基本原則之一。晚年生活和遺產
  • 通過「豌豆」實驗創建遺傳學的孟德爾
    達爾文遭遇是如此,孟德爾的遭遇也不例外。從1854年開始,孟德爾與他可愛的「女兒」一一豌豆相處長達八年,終於找到了遺傳學規律。為審慎起見,他又研究了多種植物,至1865年他才公布了自己的發現,次年發表了論文《植物雜交的實驗》。孟德爾對自己的發現深信不疑,但卻沒有被當時的科學界接受。
  • 現代遺傳學之父——孟德爾 1865年3月8 日
    在修道院,孟德爾找到了一片可以自由耕種的土地,開始了豌豆雜交實驗。他創造性地採用了嚴格的篩選法,在 33 種豌豆的不同品系中,選出了 22 種。為了解釋這一發現,孟德爾引入了兩個重要的概念,即「隱性因子」和「顯性因子」。經他統計,有「純隱性」表現的概率是 1/4,2/4 是「混合性」,而另 1/4 則表現「純顯性」。經過近 10 年的系列實驗,孟德爾得到了遺傳學的兩個重要的定律,即分離定律和自由組合定律,後人把這兩個定律稱為孟德爾遺傳學定律。
  • 現代遺傳學之父孟德爾誕辰195周年 紀念這位孤獨的天才
    1865年,孟德爾,1822年7月20日出生於奧地利帝國西裡西亞海因策道夫村,在布隆(Brunn)(現在是捷克的布爾諾 )的修道院擔任神父,是遺傳學的奠基人,被譽為現代遺傳學之父。圖片來源:Hulton Archive/Getty Images19世紀60年代,他通過豌豆實驗,發現了遺傳學三大基本規律中的兩個,分別為分離規律及自由組合規律。圖為孟德爾的遺傳定律實驗圖解 。 圖片來源:ullstein bild/Getty Images19世紀80年代,孟德爾開始進行豌豆實驗時,達爾文進化論剛剛問世。
  • 深度揭秘不可思議的事實,孤獨的天才孟德爾
    而有人提出了嚴厲而富有邏輯的理性批評:進化論違背人們的遺傳學共識。根據「混合學說」,生物的性狀黑加白得到後代灰,灰加灰出現的後代次灰,依此類推,性狀越來越單調,不存在很多可供選擇的性狀,因此沒有物競天擇的物質基礎。所以,達爾文急需遺傳學說為進化論提供解釋和支持。但是,遺傳規律在他眼皮底下溜過去了。與一般人印象不同,達爾文不僅依賴觀察來推導理論,他也做過實驗。
  • 遺傳學第一定律——分離定律
    一說到遺傳學定律,我們首先想到的一位偉大的科學家。 格雷戈爾 孟德爾(1822-1884)(Gregor Johann Mendel),奧地利生物學家,在修道院擔任神父,是遺傳學的奠基人,被人們稱為「現代遺傳學之父」。
  • 不容詆毀的李森科和不怕詆毀的孟德爾
    所有上過高中生物學的人,肯定都知道大名鼎鼎的遺傳學三定律:孟德爾通過豌豆實驗發現的基因分離定律、基因自由組合定律,以及摩爾根通過果蠅實驗發現的基因連鎖與互換定律。遺傳學三定律中,孟德爾貢獻的兩個,是他在1856-1864年發現和提出,並在1900年被重新發現。而摩爾根貢獻的第三個,在1909年就已經提出。
  • 高考生物複習孟德爾遺傳實驗的科學方法講解
    學生在領悟了豌豆作為模式生物的特點後,就可以推廣到其他生物學研究領域中使用的生物實驗材料,如利用果蠅進行遺傳學實驗、利用酵母菌探究細胞呼吸方式和嘗試建立數學模型解釋種群的數量變動等。德國植物學家格特納在19世紀20年代統計出玉米雜交第二代的性狀分離比為3.18∶1,但他無法給予解釋。  孟德爾從事豌豆雜交試驗8年,進行了200多次雜交試驗,觀察植株27225株,詳細記錄了不同性狀在各代中出現的數據。
  • 種豌豆的修道士---孟德爾
    1865年一項令現代的人仍然嘖嘖稱讚的實驗豌豆雜交試驗他的創建者孟德爾也許許多人還不知道但提到遺傳規律他是遺傳學之父也許他的發現足夠偉大如果他出生在諾貝爾之後他的名譽和地位足以顛覆他的Whole life
  • 孟德爾的豌豆雜交實驗(一)
    二、孟德爾為何難覓知音?   1、孟德爾發表論文之時,正值達爾文名著《物種起源》發表不就,幾乎全部的生物學家都轉向對生物進化的討論。然而,達爾文的進化論中卻恰恰不清楚遺傳的本質。   2、當時的科學界缺乏理解孟德爾理論放入思想基礎,不明白孟德爾將生物學和統計學結合的真正含義。
  • 遺傳學第二定律——自由組合定律
    一提到遺傳學定律,我們首先想到的一位偉大的科學家。格雷戈爾 孟德爾(1822-1884)(Gregor Johann Mendel),奧地利生物學家,在修道院擔任神父,是遺傳學的奠基人,被人們稱為「現代遺傳學之父」。他通過豌豆實驗,於1865年發現了震驚世界的遺傳學三大基本規律中的兩個,分別為分離規律和自由組合規律。
  • 好書推薦2:遺傳學的大神們(生物學家的故事)
    作品簡介:本書收集高中生物課本中遺傳學家的生平、科學成就和趣聞軼事等內容,希望通過引導學生閱讀、討論和思考,促進學生學習遺傳學的興趣,讓學生能向先輩們學習,能尊重實證,能批判的思考,能對變化的世界敏感,能夠嚴謹治學、百折不撓,從而達到培養學生正確的科學態度的目的。
  • 孟德爾是豌豆實驗,發現了遺傳規律、分離規律及自由組合規律
    孟德爾(Gregor Johann Mendel) (1822年7月22日-1884年1月6日)是「現代遺傳學之父(father of modern genetics)」,是遺傳學的奠基人。1865年他通過豌豆實驗,發現了遺傳規律、分離規律及自由組合規律。孟德爾開始進行豌豆實驗時,達爾文進化論剛剛問世。
  • 表觀遺傳學如何入門?
    表觀遺傳學(epigenetics)是20世紀80年代興起的一門生物學科這門學問主要研究的是在不改變基因序列的前提下,那些引發基因表達(開啟與關閉)或細胞表現型變化的遺傳機制。舉個例子,同卵雙胞胎中,如果其中一人患有精神分裂症,那麼另一個患上此病的可能性會非常高,接近百分之百。可是,為什麼不是完全的100%呢?答案就在表觀遺傳學意義上的差異——一些迄今仍未完全掌握的環境因素通過DNA甲基化或組蛋白乙醯化的方式,使兩個在基因上完全一樣的雙胞胎出現了區別。
  • 以Nature Genetics一篇新文為例,探討孟德爾隨機化方法學的應用
    孟德爾隨機化是遺傳流行病的方法學中蓬勃發展的一支。其核心是運用遺傳學數據作為橋梁,來探索某一暴露(exposure)和某一結局(outcome)之間的因果關係[1]。 其因為和隨機對照試驗的可比較性,而一直被稱為「大自然創造的隨機雙盲試驗」(圖一)。
  • 「錯誤」觀念也有用:摩爾根和現代遺傳學的起源
    20世紀前十年,後來被譽為「現代遺傳學之父」的美國生物學家託馬斯·亨特·摩爾根(Thomas Hunt Morgan)強烈反對當時最重要的三種觀點:達爾文自然選擇理論、遺傳的染色體理論以及孟德爾遺傳學。
  • 孟德爾遺傳定律的由來
    大家好,歡迎收看我的百家號小林看天下事,今天小編要給大家的介紹的是孟德爾遺傳定律的由來。孟德爾遺傳定律從眼睛的顏色到某些疾病的發病率,我們的所有性狀和特徵都遺傳自我們的父母。奧地利修士格雷戈爾·孟德爾第一個發現了控制這些性狀遺傳的定律。
  • 遺傳學家孟德爾,被耽誤35年的偉大發現,使生物學發展延緩幾十年
    1965年,應捷克科學院的邀請,各國遺傳學家們聚集到捷克的一座教堂裡,舉行了一個別開生面的紀念會,他們懷著崇敬而又感慨的心情在這裡紀念一位具有雙重身份的科學家孟德爾神父,他是近代遺傳學的奠定人,但其成果發表之後卻被埋沒了35年之久,到了1965年,已經是這一偉大的研究成果發表一百周年了。1822年,孟德爾出生於奧地利鄉村,其出生地現今已經歸屬捷克。
  • 孟德爾和他的豌豆雜交試驗,在生物學歷史上意味著什麼
    該論文是現代科學文化寶庫中的傑作之一,該論文表明了一個簡單的道理,有其父不一定有其子,兩頭黑色毛的動物雜交,並非總是生出黑色毛的後代。他概括出來的著名的分離定律和自由組合定律,不僅適用於動植物,而且適用於人類自身,至今還是人們解釋遺傳現象的基本概念。孟德爾的論文清楚地說明了他育種試驗的目的,簡單地介紹了試驗中的有關數據,並且謹慎地試著用數學公式來表示試驗的結果。
  • 顛覆孟德爾定律:卵細胞也會主動選擇精子?
    西北太平洋國家實驗室的主任研究員 Joe Nadeau 發現的證據表明,卵子和精子並不總是隨機地相結合,這一發現如果被證實的話,將顛覆孟德爾遺傳學中最為明確的原則之一。然而,所有這些策略都只是為女性選擇男性精子提供機會。在一次射精中,哪個精子可以最終與卵細胞結合看上去仍然是隨機的。