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이전 자손의 성에 의해 결정되는 자손의 성을 가진 동물 종이 있습니까?

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예를 들어, 동물의 첫 번째 자손이 수컷이면 모든 후속 자손도 수컷이 됩니다(첫 번째 자손의 성별은 무작위로 결정될 수 있음). 모든 종에서 발생합니까?


나는 이것이 일어나는 한 가지 (아마도 사소한) 경우를 생각할 수 있습니다. 반수체 성 결정을 가진 곤충(Hymenoptera와 같은)에서는 거의 모든 수컷 자손이 암컷이 될 것입니다.


섹스를 명백한 흑백으로 간주하기 쉽습니다. 우리는 정기적으로 다양한 형태의 "남성"또는 "여성"상자를 확인해야하고, 스포츠 경기에 남성과 여성이 경쟁하는 것을 별도로 보러 가고, 기쁨의 묶음이 소년인지 소녀인지에 따라 아기 옷을 선택하는 경우가 많습니다. . 그러나 자연계에서 성은 매우 회색 영역입니다. 다양하고 복잡하며 종종 믿을 수 없을 정도로 가단합니다. 우리의 성적 구성은 동물의 왕국에 있는 많은 것 중 하나일 뿐이며, 각각은 특정 문제를 해결하거나 어려운 환경에서 성공을 보장하기 위해 여러 세대에 걸쳐 진화했습니다. 섹스는 진화 도구 상자의 또 다른 도구일 뿐입니다. 완전히 다른 생활 방식과 요구 사항을 가진 동물이 놀라운 방식으로 번성할 수 있습니다.

지난 편에서 성별과 젠더 사이의 일부 불일치를 살펴봄으로써 이 두 개념이 떼려야 뗄 수 없는 관계가 아니라는 것이 분명해졌습니다. 정의가 가장 중요한 과학 세계에서도 이러한 용어는 많은 혼란을 겪을 수 있습니다. 그래서 우리는 성의 가장 기본적인 토대, 즉 남성과 여성을 구별하는 요소와 성을 결정하는 방법에 대해 살펴보고 이러한 기본 개념에도 엄청난 복잡성이 있음을 발견합니다. 동물의 왕국에서 섹스를 보면 남성과 여성의 관점에서 엄격하고 빠른 규칙이 있는 곳과 성이 더 유연하고 유동적인 곳을 알 수 있습니다.


일부 동물은 왜 동성 간의 성행위를 합니까? 더 나은 질문은… 왜 안 될까요?

동성에게 끌리는 것은 고대 조상의 선물일 수 있습니다.

올해 초 베를린 동물원에 있는 두 마리의 수컷 펭귄이 버려진 알을 공동 양육하는 것으로 헤드라인을 장식했지만, 그 쌍은 예외가 아닙니다. 지금까지 과학자들은 가축에서 선충류에 이르기까지 1,500종 이상의 동물 종에서 동성 간의 성행위를 기록했습니다.

과학자들은 가정된 다윈의 역설에도 불구하고 동성 성적 행동(SSB)이 지속되는 이유를 설명하기 위해 셀 수 없이 많은 가설을 제안했습니다.

에 발표된 새로운 이론 논문 자연생태와 진화 "왜"라는 전통적인 질문에서 벗어나 대신 묻습니다. 글쎄, 왜 안 될까요? 이 논문의 저자들은 이러한 행동이 모든 동물이 진화한 공통 조상에서 발생했으며 비용이 거의 들지 않기 때문에 지속되었다고 제안합니다. 대신 SSB는 생태학적으로 "중립적"이므로 자연 선택이 그들을 제거할 이유가 없습니다. 사실, 이 논문은 어느 정도의 성적 유연성이 진화론적 장점이 될 수 있다고 주장합니다.

찰스 다윈(Charles Darwin)이 제안한 자연 선택 이론은 진화를 부추기는 주요 메커니즘 중 하나입니다. 가장 간단한 용어로 이론은 다음과 같이 진행됩니다. 유기체 또는 종 내에는 다양한 특성이 있습니다. 이러한 특성 중 일부는 유익할 수 있지만 다른 특성은 해로울 수 있습니다. 특정 특성이 진짜 도움이 되거나 실제로 해가 되는 경우 유기체가 생존하고 유전자를 전달하는 능력에 영향을 미칩니다. 이것이 동물의 "적정"입니다. 정말 유익한 형질을 가진 동물은 더 많은 자손을 가질 수 있으며, 이는 해당 종의 유전자 풀에서 형질이 더 흔해진다는 것을 의미할 수 있습니다. 그러나 이것은 모든 적응에서 발생하는 것은 아닙니다.

"때때로 인구가 시간이 지남에 따라 변하는 것은 단지 우연 때문이지, 특정 변이가 적합성 측면에서 더 좋거나 나쁘기 때문이 아닙니다." 텍사스 오스틴의 생태, 진화 및 동물 행동을 연구합니다. 그녀는 진화의 또 다른 메커니즘이자 SSB의 지속성에 대한 가능한 설명인 유전적 드리프트(genetic drift)라고 불리는 것을 설명하고 있습니다.

동성 성적 행동에 대한 과거 연구는 동물의 공통 조상이 전적으로 이성적 성적 행동(DSB, 또는 인간이 이성애라고 부르는 것)에 관여한다는 가정에 의존했습니다. 따라서 과거의 가설은 SSB가 다른 동물 계통에 걸쳐 독립적으로 진화했다고 가정합니다. 새로운 논문을 발표한 과학자들은 SSB가 번식 전략으로 무차별 짝짓기를 실행한 종에서 발견되는 한 가지 공통 조상의 형질이라고 생각합니다.

논문의 주저자이자 예일 대학의 생태학 박사 과정에 있는 Julia Monk는 "다양한 동물 종에서 광범위하게 볼 수 있는 형질이 있다면 적어도 그 형질이 기원부터 존재했다는 가설을 고려할 것"이라고 말했습니다. 임업과 환경.

Monk와 다른 공동 저자들은 공통 조상이 다세포의 유성 생식을 하고 움직이지 않는 생물로, 종의 성별을 구별할 수 없었을 가능성이 가장 높다고 제안합니다. 이성 간의 성적 행동을 독점적으로 수행하는 유기체는 성별을 구별하기 위해 신체 크기, 색상 또는 화학적 신호의 차이와 같은 특성에 의존합니다. 이론적 조상은 아직 이러한 이형적 특성이나 구별 능력이 없었기 때문에 짝짓기 기회를 극대화하기 위해 SSB와 DSB를 모두 사용했습니다.

“많은 연구에서 동성 간의 성행위에 따른 대가가 분명히 높다는 사실을 당연하게 여깁니다. 따라서 이 행동이 진화한 이유를 설명할 수 있는 알려지지 않은 엄청난 이점이 있거나 일종의 부적응의 사고였습니다.”라고 Monk는 말합니다.

그러나 Monk와 그녀의 공동 저자는 SSB와 관련된 낮은 비용이 있다고 주장합니다. 불임이나 짝 경쟁과 같은 동물의 생식 적합성에 대한 다른 장애물과 비교할 때 SSB의 결과는 훨씬 낮습니다. 따라서 특성에 대한 선택 또는 반대의 선택은 상대적으로 약할 것입니다.

Giglio는 "세상과 특정 종의 모든 것이 선택의 산물이며 진화가 추구하는 완벽한 동물이 있다는 생각은 진화 생물학에서 큰 문제입니다."라고 말합니다. "때로는 다양성과 문제에 접근하는 다양한 방법이 똑같이 가치가 있습니다."

역사적으로 진화 생물학자들은 수년 동안 SSB를 보기 흉하거나 최소한 관련성이 없는 인간 중심적 관점을 통해 자연 세계를 보았습니다. 이것이 바로 저자가 "동성애" 또는 "이성애" 대신 SSB 및 DSB와 같은 용어를 선택한 이유입니다. 논문의 저자들은 그들의 새로운 가설이 틀릴 수 있음을 인정하지만, 그들은 다른 과학자들이 세상을 더 잘 이해하기 위해 오래된 규범에서 벗어나도록 격려하기를 희망합니다.

Giglio는 "주어진 현상에 접근하는 방식에 대해 비판적으로 생각하고 현상을 이해하려고 노력하는 것은 우리가 어디에서 왔는지 또는 누구인지에 대한 명확한 답을 얻기 위해 정말 중요합니다."라고 말합니다. "올바른 질문을 하지 않으면 올바른 답을 얻을 수 없습니다."

Grace Wade는 의 부편집장입니다. 소식통의 건강 참조 팀 및 기여자 대중과학. 그녀의 연구는 영양, 공중 보건 불균형, 정신 건강 및 생물학을 포함한 광범위한 과학 및 건강 주제를 다루고 있습니다. Grace는 환경, 과학 및 사회에 중점을 둔 Northwestern University에서 저널리즘 및 인간 문화 과학의 이중 학위를 취득했습니다. 여기에서 저자에게 연락하십시오.


처녀생식에서 처녀 탄생: 일부 종의 암컷이 수컷 없이 번식할 수 있는 방법

작업을 완료합니다. 암컷 아시아 물용(Physignathus cocincinus)이 수컷의 도움 없이 딸(왼쪽)을 낳았다. 크레딧: 스킵 브라운/스미소니언 국립 동물원

스미소니언 국립 동물원의 알에서 부화한 아시아 물룡과 그녀의 사육사들은 충격을 받았습니다. 왜요? 그녀의 어머니는 수컷 수룡과 함께 한 적이 없었습니다. 동물원 과학자들은 유전자 검사를 통해 2016년 8월 24일에 태어난 새로 부화한 암컷이 단성생식이라는 생식 방식을 통해 생산되었음을 발견했습니다.

Parthenogenesis는 "처녀 창조"를 의미하는 그리스어 단어이지만 구체적으로 여성의 무성 생식을 나타냅니다. 많은 사람들이 이러한 행동이 공상과학 소설이나 종교 문헌의 영역이라고 생각할 수 있지만, 단위생식은 놀랍게도 생명의 나무 전체에서 일반적이며 식물, 곤충, 물고기, 파충류, 심지어 새를 포함한 다양한 유기체에서 발견됩니다. 인간을 포함한 포유류는 정자에서 특정 유전자가 필요하기 때문에 포유류는 단위생식을 할 수 없습니다.

정자 없는 자손 만들기

유성 생식에는 암컷과 수컷이 포함되며, 각각 난자 또는 정자의 형태로 유전 물질을 제공하여 독특한 자손을 만듭니다. 대다수의 동물 종은 성적으로 번식하지만 일부 종의 암컷은 번식에 필요한 모든 유전 물질을 포함하는 알을 생산할 수 있습니다.

일부 말벌, 갑각류 및 도마뱀을 포함하는 이 종의 암컷은 단위생식을 통해서만 번식하며 절대 단위생식동물이라고 합니다.

더 많은 수의 종들이 자발적인 단위생식을 경험하며, 국립 동물원의 아시안 워터 드래곤이나 버지니아 수족관의 블랙팁 상어와 같이 동물원 환경에서 사육되는 동물에서 가장 잘 기록되어 있습니다. 자발적인 단위생식생은 일반적으로 유성생식을 하지만, 발달적으로 준비된 알을 생산하는 주기가 가끔 있을 수 있습니다.

과학자들은 자연발생적 단위생식(parthenogenesis)이 유전적 특성일 수 있다는 것을 배웠습니다. 즉, 갑자기 단위생식을 경험한 여성은 같은 일을 할 수 있는 딸을 낳을 가능성이 더 높을 수 있습니다.

암컷은 어떻게 자신의 알을 비옥하게 할 수 있습니까?

단위생식(parthenogenesis)이 일어나려면 일련의 세포 사건이 성공적으로 펼쳐져야 합니다. 첫째, 암컷은 정자나 교미의 자극 없이 난자(난자)를 만들 수 있어야 합니다. 둘째, 암컷이 생산한 난자는 스스로 발달하기 시작해야 초기 단계의 배아를 형성합니다. 마지막으로 알은 성공적으로 부화해야 합니다.

이 과정의 각 단계는 쉽게 실패할 수 있습니다. 특히 2단계에서는 난자 내부의 DNA 염색체가 두 배로 늘어나 발달 중인 자손을 위한 유전자의 완전한 보완을 보장해야 합니다. 대안적으로, 난자는 극체로 알려진 난자 생산 과정에서 남은 세포에 의해 "인조 수정"될 수 있습니다. 어떤 방법이 배아의 발달을 시작하든 궁극적으로 어머니와 자손 사이의 유전적 유사성 수준을 결정할 것입니다.

단위생식을 유발하는 사건은 완전히 이해되지 않았지만 환경 변화를 포함하는 것으로 보입니다. 진딧물과 같이 유성생식과 단위생식을 모두 할 수 있는 종에서 군집과 포식과 같은 스트레스 요인으로 인해 암컷이 단위생식에서 유성생식으로 전환될 수 있지만 그 반대는 아닙니다. 적어도 한 가지 유형의 담수 플랑크톤에서 높은 염도가 전환을 일으키는 것으로 보입니다.

자기 복제의 장점

자발적인 단위생식(parthenogenesis)은 드물지만, 이를 달성할 수 있는 여성에게 약간의 이점을 제공합니다. 어떤 경우에는 암컷이 자신의 짝짓기 파트너를 생성할 수 있습니다.

단위생식 자손의 성은 종 자체에서 성을 결정하는 것과 동일한 방법으로 결정됩니다. 일부 곤충, 어류 및 파충류의 XX 암컷 및 XY 수컷 염색체와 같이 염색체에 의해 성이 결정되는 유기체의 경우, 단위생식 암컷은 자신이 가지고 있는 성염색체로만 자손을 낳을 수 있습니다. 즉, 그녀는 항상 XX 암컷 자손을 낳을 것입니다 . 그러나 암컷이 ZW 성염색체를 가지고 있는 유기체(예: 뱀과 새)의 경우 생산된 모든 살아있는 자손은 ZZ이므로 수컷이거나 훨씬 더 드물게 WW 및 암컷입니다.

DNA 분석은 일본 우에노 동물원의 녹색 아나콘다에서 통성 단위생식(암컷이 무성 생식을 하는 곳)에 대한 증거를 검증하는 데 사용되었습니다! https://t.co/ykeH7sbE45 #2018MMM pic.twitter.com/NbjlKl0UyX

— 멜리사 A. 윌슨(@sexchrlab) 2018년 3월 22일

1997년과 1999년 사이에 피닉스 동물원에 보관된 체크무늬 가터스네이크는 궁극적으로 성인이 될 때까지 살아남은 두 마리의 수컷 새끼를 낳았습니다. 여성이 단위생식으로 낳은 아들과 교미하면 근친교배가 됩니다. 근친교배는 많은 유전적 문제를 일으킬 수 있지만, 진화론적 관점에서 보면 자손이 없는 것보다 낫습니다. 암컷이 단위생식을 통해 수컷 자손을 낳을 수 있는 능력은 또한 자연에서 무성 생식이 과학자들이 이전에 깨달은 것보다 더 일반적일 수 있음을 시사합니다.

생물학자들은 오랜 기간에 걸쳐 의무적으로 단성생식을 하는 종들이 질병, 기생 또는 서식지 변화로 인해 자주 죽는다는 사실을 관찰해 왔습니다. 단위생식 종의 고유한 근친교배는 짧은 진화적 타임라인에 기여하는 것으로 보입니다.

현재의 단위생식에 대한 연구는 일부 종들이 성 및 단위생식을 모두 할 수 있는 이유와 때때로 유성 생식이 종의 생존에 충분한지 여부를 이해하려고 합니다.

이 기사는 Creative Commons 라이선스에 따라 The Conversation에서 다시 게시됩니다. 원본 기사를 읽으십시오.


내용물

많은 종의 성은 발달 중에 경험한 환경적 요인에 의해 결정됩니다. 많은 파충류는 온도에 따라 성별을 결정합니다. 배아가 발달하는 동안 경험하는 온도는 유기체의 성을 결정합니다. 예를 들어, 일부 거북이의 경우 수컷은 암컷보다 낮은 부화 온도에서 생산됩니다. 임계 온도의 차이는 1-2°C만큼 작을 수 있습니다.

많은 물고기는 일생 동안 성을 바꿉니다. 이 현상을 순차적 자웅동체. 흰동가리에서 작은 물고기는 수컷이고 그룹에서 지배적이고 가장 큰 물고기는 암컷이 됩니다. 많은 래스에서는 그 반대가 사실입니다. 대부분의 물고기는 태어날 때 암컷이고 특정 크기에 도달하면 수컷이 됩니다. 순차적인 자웅동체는 평생 동안 두 가지 유형의 배우자를 모두 생산할 수 있지만, 어느 시점에서든 암컷 또는 수컷입니다. [삼]

일부 양치류의 경우 기본 성별은 자웅동체이지만 이전에 자웅동체를 지원했던 토양에서 자라는 양치류는 남성으로 발달하기 위해 남아 있는 호르몬의 영향을 받습니다. [4]

성을 결정하는 가장 일반적인 방법은 유전자입니다. 그런 식으로 유기체의 성은 얻는 게놈에 의해 결정됩니다. 성 발달에 영향을 미치는 대립 유전자는 동일한 염색체에 있을 수도 있고 아닐 수도 있습니다. 그렇다면 그 염색체를 성염색체라고 하고 그 위에 있는 유전자를 '성염색체'라고 합니다. 성은 성염색체(결실될 수 있음)가 있다는 사실 또는 그 수에 의해 결정됩니다. 유전적 성은 일치하는 염색체에 의해 결정되기 때문에 일반적으로 같은 수의 남성과 여성 자손이 있습니다.

다양한 유전 시스템

인간과 다른 포유류에는 XY 성 결정 시스템이 있습니다. Y 염색체는 남성 발달을 담당하는 요인을 가지고 있습니다. Y 염색체가 없는 경우 기본 성은 여성입니다. XX 포유류는 암컷이고 XY는 수컷입니다. XY 성 결정은 초파리와 일부 식물을 포함한 다른 유기체에서도 발견됩니다. [2] 초파리를 포함한 어떤 경우에는 Y염색체의 존재보다 성을 결정하는 것은 X염색체의 수이다.

새들은 반대로 작동하는 시스템을 가지고 있습니다. ZW 성 결정 시스템. W염색체에는 여성발달의 요인이 있습니다. 기본적으로(염색체가 없는 경우) 유기체는 수컷이 됩니다. [5] 이 경우 ZZ 개체는 남성이고 ZW는 여성입니다. 대부분의 나비와 나방에는 ZW 성별 결정 시스템이 있습니다. XY 및 ZW 성 결정 시스템에서 중요한 요소를 운반하는 성염색체는 종종 상당히 작아서 주어진 성의 발달을 촉발하는 데 필요한 유전자보다 약간 더 많이 운반합니다. [6]

많은 곤충은 성염색체의 수를 기반으로 하는 성 결정 시스템을 사용합니다. 이것을 XX/XO 성 결정이라고 합니다. O는 성염색체가 없음을 나타냅니다. 이 유기체의 다른 모든 염색체는 이배체이지만 유기체는 하나 또는 두 개의 X 염색체를 상속할 수 있습니다. 예를 들어, 내야 귀뚜라미는 X 염색체가 하나인 곤충은 수컷으로 발달하고 두 개를 가진 곤충은 암컷으로 발달합니다. [7] 선충에서 C. 엘레간스 대부분의 벌레는 자가 수정을 하는 XX 자웅동체이지만 때때로 염색체 유전의 이상으로 인해 X 염색체가 하나만 있는 개체가 정기적으로 발생합니다. [8]

꿀벌과 개미를 포함한 다른 곤충은 반수체-이배체 성 결정 시스템을 사용합니다. [9] 이 경우 이배체 개체는 일반적으로 암컷이고 반수체 개체(수정되지 않은 난에서 발생)는 수컷입니다. 이 성 결정 시스템은 감수 분열 동안 염색체의 분류보다는 수정에 의해 자손의 성이 결정되기 때문에 매우 편향된 성비를 초래합니다. [10]

환상체 편집

때때로 유기체는 남성과 여성 모두의 모습을 발달시킵니다. 그런 다음 간성이며 드뭅니다. 그러한 유기체를 자웅동체라고 할 수 있지만, 이것은 옳지 않습니다. 왜냐하면 간성 개체의 경우 남성 또는 여성 측면이 불임이기 때문입니다.


재료 및 방법

우리의 연구 동물은 주로 노바 스코샤 천연 자원부 직원이 사망 3일 이내에 샘플링하고 지리 참조한 도로에서 사망한 개체였습니다. 사슴은 치아 마모와 발달을 조사하여 새끼 사슴(< 1세), 1년생(1.5세) 또는 성체(> 2세)로 노화되었습니다(Severinghaus 1949). 일부 저자들은 영양실조에 걸린 동물이 특히 에너지 소비를 줄이기 위해 눈이 덮인 도로를 여행할 가능성이 더 높기 때문에 길에서 죽임을 당한 사슴이 무작위 표본을 나타내지 않는다고 제안했습니다(O'Gara and Harris 1988). 그러나 다른 연구자들은 도로 ​​사망 샘플의 구성이 주로 교통 흐름, 인구 밀도, 성별 및 계절별 행동에 의해 결정된다는 것을 보여주었습니다(Allen and McCullough 1976 Groot Bruinderink and Hazebroek 1996 McCaffery 1973 Mysterud 2004). 우리 데이터 세트에서 동물에 대한 대퇴골 골수 지방의 시각적 평가는 신체 상태의 전체 범위를 보여주었습니다(샘플의 40%는 85%보다 큰 대퇴골 골수 지방 값을 시각적으로 평가했으며, 샘플의 28%는 50%에서 85 사이의 값을 갖는 것으로 추정되었습니다. %, 18%의 샘플은 25%와 50% 사이의 값을 가졌고 나머지 14%의 샘플은 25% 미만의 값을 가졌습니다. Garroway and Broders 2005), 이는 이 샘플이 인구의 특히 영양실조 하위 집합으로 구성되지 않았음을 시사합니다.

데이터 세트 속성 및 분석.-현재 겨울과 이전 겨울이 태아 생산 확률에 미치는 영향을 평가하기 위해 우리는 1년생(N = 236) 및 성인(N = 1,241) 여성. 우리는 1년생이 우리가 나이를 정확하게 결정할 수 있는 유일한 번식 동물이기 때문에 개별적으로 분석했고, 따라서 그들은 개인이 임신한 겨울이 태아를 낳을 확률에 미치는 영향에 대한 통찰력을 제공했습니다. Akaike의 정보 기준(AIC— Burnham and Anderson 2002)을 모델 선택의 기초로 사용하는 로지스틱 회귀 프레임워크에서 우리는 현재 및 이전 2의 효과를 평가하기 위해 신중하게 고려된 대안 가설을 나타내는 11개의 사전 후보 모델 세트를 실행했습니다. 1년생 암컷과 성체 암컷이 태아를 낳을 확률에 대한 겨울입니다( 표 1). 태아를 낳는 개체는 1로 코딩하고, 태아가 없는 개체는 0으로 코딩하였다. 성비 변화를 조사하기 위해 동일한 후보 모델 세트를 사용했지만 여러 개체를 낳는 개체를 설명하기 위해 산모가 낳은 태아 수에 대한 변수를 추가했습니다. 태아(FETUS: 태아가 1명일 경우 0으로, 태아가 2명일 경우 1로 코딩됨). 이 분석을 위한 샘플링 단위는 태아(N = 794), 남성 태아는 1로, 여성 태아는 0으로 코딩했습니다. 최상위 모델의 유의성은 순열 테스트를 사용하여 모델 효과가 우연히 예상되는 것과 다른지 여부를 결정하기 위해 테스트되었습니다(종속 변수는 1,000번 순열됨). 모수 추정치가 순열 값의 95%보다 크거나 작으면 모델 변수는 유의한 영향을 미치는 것으로 간주되었습니다(NS < 0.05 또는 NS > 0.95 단측 검정).

성체 및 1년생 암컷 흰꼬리사슴의 확률에 대한 현재 및 이전 1, 2 겨울의 영향에 대한 로지스틱 회귀 분석을 위한 선험적 후보 모델 집합의 항(오도코일레우스 버지니아누스) 태아를 낳고 성인 여성이 숫태자를 낳는다(각 모델에 변수 FETUS를 추가함).

모델 설명 .
날씨 하위 집합
스노우 뎁스
강우
폭설, 강우량
스노우뎁스1YA
스노우뎁스2YA
레인폴1야
라인폴2야
SNOWDEPTH1YA, RAINFALL1YA
스노우뎁스2YA, 레인폴2YA
폭설, 강우량
SNOWDEPTH, SNOWDEPTH1YA, SNOWDEPTH2YA
모델 설명 .
날씨 하위 집합
스노우 뎁스
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SNOWDEPTH1YA, RAINFALL1YA
스노우뎁스2YA, 레인폴2YA
폭설, 강우량
SNOWDEPTH, SNOWDEPTH1YA, SNOWDEPTH2YA

성체 및 1년생 암컷 흰꼬리사슴의 확률에 대한 현재 및 이전 1, 2 겨울의 영향에 대한 로지스틱 회귀 분석을 위한 선험적 후보 모델 집합의 항(오도코일레우스 버지니아누스) 태아를 낳고 성인 여성이 숫태자를 낳는다(각 모델에 변수 FETUS를 추가함).

모델 설명 .
날씨 하위 집합
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SNOWDEPTH1YA, RAINFALL1YA
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모델 설명 .
날씨 하위 집합
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SNOWDEPTH1YA, RAINFALL1YA
스노우뎁스2YA, 레인폴2YA
폭설, 강우량
SNOWDEPTH, SNOWDEPTH1YA, SNOWDEPTH2YA

날씨 변수.-이 데이터에 대한 우리의 이전 분석은 신체 상태(시각적으로 평가된 대퇴골 골수 지방으로 정량화됨)와 눈 깊이 및 지속성, 겨울 강우량 사이의 강한 관계를 보여주었습니다. 결과적으로 우리는 해류의 영향과 이전 1, 2번의 겨울에 대한 분석을 위한 모델 세트에 이 2가지 기상 요인에 대한 설명 변수를 포함했습니다( Garroway and Broders 2005). 현재 연도의 적설 깊이와 지속성 및 강우량 변수(SNOWDEPTH 및 RAINFALL)는 사망하는 겨울 동안 각 변수의 주간 평균의 합계로 계산되었으며 데이터 수집은 사망한 주까지 계속되었습니다. 사망 전 1년 및 2년 겨울에 대한 변수는 각각 이전 1년 및 2년 겨울 전체에 대한 각 변수의 주간 평균 합계로 계산되었습니다(1 겨울 이전 변수: SNOWDEPTH1YA 및 RAINFALL1YA 2 겨울 이전: SNOWDEPTH2YA 및 RAINFAL-L2YA) . 날씨 데이터는 11월 1일부터 5월 15일까지(가장 이른 눈 축적부터 가장 최근의 눈 녹음까지) 노바 스코샤 전역의 13개 기상 관측소(캐나다 기상청 - 대서양 지역, 캐나다 핼리팩스 주, 노바 스코샤 환경)에서 기록되었습니다. ArcGIS를 사용하여 사슴을 사망 지점에 가장 가까운 기상 관측소에 할당했습니다(Environmental Systems Research Institute Inc. 2003). 샘플링 지역과 가장 가까운 기상 관측소 사이의 평균 거리는 33km ± 19 SD (N = 1,477 사슴).

전역 모델(모든 변수를 포함하는 모델)에 대한 Hosmer 및 Lemeshow 적합성 검정을 사용하여 후보 모델 세트에 포함하기 위한 변수의 적합성을 평가했습니다( Burnham and Anderson 2002 Hosmer 및 Lemeshow 2000). Hosmer 및 Lemeshow 적합성 검정은 로지스틱 회귀 분석에 고유하며 종속 변수의 모델 예측이 관측된 값과 다른지 여부를 검정합니다. 을위한 NS > 0.05이면 모형 적합도가 양호하고(Hosmer and Lemeshow 2000) 변수는 추가 고려를 필요로 합니다( Burnham and Anderson 2002). 대조적으로, NS < 0.05, 모델 적합도가 좋지 않으며 변수의 포함을 재평가해야 합니다( Burnham and Anderson 2002).

결정 기준.-각 모델에 대한 AIC와 최상의 근사 모델에 대한 AIC 간의 차이(Δi)를 계산했습니다. Δi < 2인 각 모델(즉, 최상위 모델을 포함할 확률이 약 0.95인 모델 세트 - Burnham and Anderson 2002 Richards 2005)에 대해 정규화된 모델 Akaike 가중치(wNS: i번째 모델이 주어진 모델 세트에서 데이터를 설명하는 가장 좋은 모델일 확률). 최상의 모델 세트에 포함된 변수에 대해 매개변수 추정값(β ± SE) 및 관련 95% 신뢰 구간(95% C)이 있는 승산비(δ의 ​​반대수)NSs - Hosmer 및 Lemeshow 2000). 순열 테스트에서 효과가 무작위 순열의 평균과 크게 다르고 95% CI 변수의 승산비를 중심으로. 모든 분석은 S-PLUS 7(Insightful Corp., Seattle, Washington)에서 수행되었습니다.


과학자 유전자는 암소가 대부분 수컷 자손을 갖도록 편집했습니다.

삶의 재설계 의 시리즈입니다 원제로 유전 기술이 인류와 우리 주변의 세계를 변화시키는 놀라운 방식에 대해.

4월의 화창한 화요일, 세계적 대유행 속에서 갓 태어난 송아지가 새크라멘토 외곽의 헛간에서 첫 걸음을 내디뎠습니다. 동물 유전학자인 Alison Van Eenennaam과 박사후 연구원인 Joey Owen은 경외심에 그 광경을 바라보았습니다. 이것은 단순한 송아지가 아니 었습니다. 이 동물은 결국 정상보다 더 많은 수컷 자손을 낳을 수 있도록 유전자가 편집되었습니다.

Cosmo라는 애칭을 가진 송아지는 5년 간의 연구 결과입니다. 9개월 전 Van Eenennaam, Owen 및 7명의 다른 과학자 팀은 유전자 편집 도구인 CRISPR를 사용하여 결국 Cosmo가 된 배아를 포함하여 소 배아에 유전자를 삽입했습니다. 유전자, SRY, 소의 수컷 성 발달을 담당하며 암컷에 추가하면 본질적으로 성별이 바뀝니다. 연구원들의 목표는 대부분 남자아이를 낳을 황소를 만드는 것이었습니다.

캘리포니아 대학교 데이비스의 연구원인 Van Eenennaam 박사는 "이 아이디어는 실제로 소 농장에서 제안한 것"이라고 말했습니다. 원제로.

수컷 소는 근육이 더 크고 체중이 더 빨리 증가하며 추가 파운드를 추가하는 데 필요한 음식이 적기 때문에 암컷 소보다 쇠고기 생산에 더 좋습니다. 전반적으로 황소는 음식을 체중으로 바꾸는 데 암컷보다 약 15% 더 효율적이라고 그녀는 말합니다. 더 많은 수컷은 같은 양의 쇠고기를 생산하는 소의 수가 적다는 것을 의미할 수 있습니다. 목장주와 잠재적으로 환경을 위한 승리입니다.

코스모를 만들기 위해 연구진은 약 200개의 소 배아에 CRISPR와 SRY 유전자. 그들은 또한 생물 의학 연구에서 일반적으로 사용되는 녹색 형광 단백질을 추가했는데, 이는 배아가 성공적으로 편집되면 빛을 발합니다. 약 24개의 배아가 결국 실험실에서 살아남았고 그 중 9개만 녹색으로 빛났습니다.

CRISPR는 게놈에서 올바른 위치를 찾는 가이드 분자와 표적화된 유전자 서열을 슬라이스하는 절단 단백질을 사용하여 DNA에 표적화된 파손을 만들어 작동합니다. CRISPR을 사용하여 유전자를 삭제하는 것은 비교적 쉽지만 새로운 유전자를 삽입하는 것은 더 어렵습니다.

연구자들은 편집된 9개의 배아를 암소에게 이식했습니다. 5년 후, 단 한 마리의 암소만 임신했습니다. 그리고 남은 암소의 임신 9개월을 기다리는 게임이었다. 3월 30일로 예정된 코스모는 일주일 늦게 4월 7일에 도착했고 캘리포니아 주는 코로나바이러스로 인해 폐쇄되었습니다.

Van Eenennaam은 이렇게 회상합니다. 그녀와 그녀의 팀은 7월 23일 미국 동물 과학 학회 가상 회의에서 코스모의 존재를 공개했습니다. 그 결과는 아직 동료 심사를 거친 과학 저널에 발표되지 않았습니다.

인간과 마찬가지로 소는 각각 XY 및 XX 성염색체를 갖는 수컷 또는 암컷 자손을 가질 확률이 50-50입니다. 그러나 코스모는 정상적인 수컷 송아지 비율보다 더 많이 생산할 것으로 예상된다. 50%의 남성이 XY인 것 외에도 그의 자손 중 25%는 XX인 여성으로 예측됩니다. SRY 그 유전자는 남성 생식기를 갖게 하고, 팀은 남성과 관련된 더 큰 근육을 갖기를 희망합니다. 따라서 전체적으로 그의 자손의 75%는 남성의 특성을 가질 것으로 예상됩니다.

연구원들은 코스모가 약 1년 동안 성적 성숙에 도달하지 않을 것이기 때문에 유전자 편집되지 않은 젖소보다 실제로 더 많은 수컷을 생산할 것인지 아직 확실하지 않습니다. 그 시점에서 연구자들은 Cosmo를 사용하여 번식을 할 수 있으며, 그러면 답을 얻을 수 있습니다.

워싱턴 주립 대학 생식 생물학 센터 소장이자 식용 동물의 유전자 편집에 관한 국가 태스크 포스의 일원인 Jon Oatley 박사는 이 보고서가 예비 보고서라고 경고합니다.

코스모에게 상속받은 XX의 자손이 있더라도 SRY 유전자, 그는 그들이 전형적인 황소처럼 보일 것이라는 보장이 없다고 말합니다. 그는 이 유전적 구성을 가진 동물이 남성이 여분의 X 염색체를 물려받았을 때 발생하는 상태인 클라인펠터 증후군을 가진 인간과 유사할 것이라고 말했습니다. 이 질환이 있는 사람들은 종종 더 작은 근육을 포함하여 발달 이상이 있습니다.

"추가된 XX 소에 대한 희망을 고려할 때 SRY 유전자는 XY 대응물과 유사한 근육을 발달시키기 위한 것이므로 근육량 감소 가능성은 내 생각에 패배 목적으로 보입니다.”라고 Oatley는 말합니다.

연구진이 해파리에서 추출한 녹색 형광 단백질을 사용하는 것도 문제라고 그는 말합니다. 단백질은 생의학 연구를 위해 연구되는 실험 동물에서 일상적으로 사용되지만 식용으로 생산되는 동물에서는 사용되지 않습니다. Van Eenennaam은 황소에 대한 규제 승인을 구하면 형광 단백질이 제거될 것이라고 말합니다.

팀은 또한 Cosmo의 출생 후 DNA에서 놀라움을 발견했습니다. 그들은 그의 혈액 샘플을 채취하고 약간의 DNA를 추출하고 서열을 분석하여 성공적으로 삽입되었는지 확인했습니다. SRY 유전자가 올바른 위치에 있습니다. 그들이 가지고 있는 것으로 밝혀졌지만 과학자들은 예상했던 유전자 사본 대신 7개를 발견했습니다. Cosmo는 완벽하게 건강한 것처럼 보이므로 이러한 추가 사본은 아마도 해롭지 않을 것입니다. 그러나 이번 발견은 CRISPR이 게놈에 의도하지 않은 영향을 미칠 수 있음을 보여줍니다.

또 다른 우연한 추가가 있었습니다. CRISPR 시스템을 Cosmo의 세포에 전달하는 데 사용된 일부 박테리아 DNA도 그의 유전 코드에 통합되었습니다. Van Eenennaam이 미네소타에 기반을 둔 생명공학 회사인 Recombinetics 및 UC Davis의 다른 과학자들과 함께 생산한 뿔 없는 젖소에서도 비슷한 실수가 발생했습니다.

이러한 소를 만들기 위해 과학자들은 TALENS라는 오래된 유전자 편집 접근 방식을 사용했습니다. 작년에 그들은 게놈 편집된 황소가 뿔이 없는 형질을 자손에게 전달했다고 보고했습니다. Many cattle breeds naturally grow horns, but they’re typically removed to prevent injuries to other animals and humans. This practice is controversial because it’s painful to cattle. Using gene editing to delete the gene responsible for horns has been proposed as a pain-free alternative for cows.

In China, researchers have also used CRISPR to produce cows resistant to bovine tuberculosis, a contagious animal disease similar to the human version. The disease can be costly to farmers since infected cows are killed in order to stop the spread of the disease.

For now, the gene-edited cows that Van Eenennaam and her team are producing will be used for research purposes only and will not enter the food supply. Currently, the U.S. Food and Drug Administration regulates gene-edited animals as if they are drugs, making the approval process long and daunting. No gene-edited food animals are on the market yet in the United States.

Elsewhere, some major beef-producing countries like Argentina and Brazil seem more open to gene-edited livestock. But a plan to introduce gene-edited cows in Brazil was put on hold last year due to the bacterial DNA found in in the Recombinetics’ cattle. In China, researchers are also gene-editing pigs to be resistant to African swine fever, which is decimating the pork country’s pork supply. But the United States, says Van Eenennaam, is likely years away from having gene-edited cows or pigs on the market. “I don’t think that you will see them in America anytime soon.”


Changing sperm speed can influence offspring’s sex, mouse study suggests

If you want a baby girl, don’t have sex too close to ovulation. So goes a common belief, which asserts that sperm with Y chromosomes—those make male babies—swim faster, so you have a better chance of having a daughter if the sperm has to travel a long way to the egg. The idea has no scientific merit, but researchers have now found a way to make it true in mice, sort of.

X and Y chromosomes aren’t just different sizes—the X is about three times longer than the Y—they also contain different genes. In the new study, scientists used these genetic differences to sort “male” mouse sperm from “female” sperm.

They zeroed in on a specific gene, called Toll-like receptor 7/8, which is expressed only in X-chromosome sperm and codes for two receptors on the sperm cell’s tail and midpiece. The scientists incubated mouse sperm in a mixture containing molecules that would bind to the receptors and activate them. The molecules slowed energy production in X-chromosome sperm while not affecting the Y-chromosome sperm at all, the team reports today in PLOS Biology .

To confirm their findings, the researchers staged sperm races. Many of the modified X sperm swam at less than half the speed of the Y sperm. And when researchers used only the faster Y sperm for in vitro fertilization, 90% of the mouse pups were born male. Separating out the slowest sperm produced litters that were 81% female.

Other methods for sex selection, such as staining sperm with a dye and sorting by length of the sex chromosome, are expensive and can sometimes harm the sperm cells or their DNA. The new method appears safe and is relatively cheap, the team asserts. If confirmed in other species, the strategy could be used for breeding livestock such as dairy cows, where female animals are preferred. Don’t expect to choose the sex of your baby anytime soon with this strategy, though ethical concerns aside, there’s no evidence the approach works in humans.


† These authors contributed equally to this study.

왕립학회 발행. 판권 소유.

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How can you help Kangaroos?

Kangaroos are not currently considered endangered as almost 3 million square miles of their habitat lies within the boundaries of Australia’s National Parks. All states regulate the hunting of Kangaroos. This distinctive species brings economic benefits to Australia through tourism, which is a great way to support the local wildlife when done sustainably. If you are lucky enough to visit Australia on holiday, make sure you do your research and look for companies that are committed to ethical and environmentally-friendly practices.

At the start of this year, the world watched in horror as bushfires swept across more than 10 million hectares of Australia, destroying both human and animal lives. Charities such as WWF are still taking donations that are used to provide emergency care for injured wildlife, including Kangaroos.

Kangaroo Island, the third largest island off the Australian coast, which is renowned as a sanctuary for local wildlife due to the absence of introduced species like rabbits and foxes, has also suffered huge losses. Many charities are using this disaster to spread the message about the dangers of climate change, which could lead to catastrophic bushfires becoming more frequent as the climate warms. Help them by spreading information about climate change and its effects on both humans and animals on social media or to friends and family, encouraging people to speak up to those in power about our demands for immediate, positive change.



코멘트:

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