Die Natur AG an Fräulein Schmidts Schule

An der Grundschule von Frau Schmidt konnte man sich verschiedene AGs aussuchen, von Tanzen über bestimmte Musikinstrumente und eben auch eine Natur AG. Ich war für Tanzen, aber dazu hatte sie keine Lust und ist in der Natur AG gelandet.

Am Anfang bekam ich mit, dass sie etwas im Wald herumgegangen sind. Aber nach und nach merkte ich, dass da wirklich etwas hängen geblieben ist.

Wenn sie bei uns im Garten war, dann kannte sie plötzlich die Namen aller möglichen Blumen und konnte etwas zu denen erzählen. Sie hatte alle möglichen Geschichten zu Insekten und anderen Tieren. Sie interessiert sich richtig für das Thema und findet die AG super.

Und ich auch.

Neulich sagte sie „die Männchen dieser Käfer haben die Hörner, weil die sich immer um die Weibchen kloppen“.

Ach, Vater sein ist schon etwas schönes.

Ich habe aus der Bücherei schon ein paar passende Kinder-Naturbücher ausgeliehen.

Vielleicht muss ich dieses kurzzeitig genutzte Theme des Blogs wieder aktiveren, wenn sie den Blog übernimmt…

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Warum der Tyrannosaurus Rex kurze Arme hatte und andere evolutionäre Geschichten

Gerade eine interessante Theorie dazu gehört, warum der Tyrannosaurus so kleine Arme hat:

Muskeln für Armkraft und Muskeln für Beißkraft brauchen beide Verankerungspunkte an den Schulterknochen. Sie stehen insofern in direkter evolutionärer Konkurrenz miteinander. Für den T-Rex hat es sich mehr gelohnt die Beißkraft zu optimieren (und das hin zu der wohl gewaltigsten Beißkraft eines Lebewesens jemals), so dass die Arme das Nachsehen hatten

Eine andere Theorie fand ich auch interessant:

warum sind gerade die Wale, also Säugetiere, die ins Wasser zurückgekehrt sind, im Meer so erfolgreich und insbesondere intelligenter als Fische?

Ihr Vorteil ist, dass in der Luft wesentlich mehr Sauerstoff ist als im Wasser. Lungen verbunden mit der Fähigkeit die Luft anzuhalten versorgt einen damit mit mir wesentlich mehr Statusstoff als die Möglichkeit diesen aus dem Wasser zu erlangen. Damit hat man auch eher die Möglichkeit sich ein effektives Gehirn zu leisten und trotzdem noch genug Sauerstoff zu haben um Muskeln etc zu versorgen

Welche evolutionären Vorgänge oder Erklärungen fandet ihr interessant?

 

 

Kinder- und Heiratsmathematik insbesondere unter Berücksichtigung nachlassender weiblicher Fruchtbarkeit

Hatten wir schon mal die gängige Alters-Mathematik für Kinder und Ehe, gerade bei einer Frau

Der typische Plan wird, wenn man logisch plant, so sein:

Ich will später einmal heiraten und Kinder bekommen. Ab 35 wird es schwieriger Kinder zu bekommen. Wenn ich zwei Kinder bekommen möchte und das mit einem Abstand von ca. 2 Jahren, dann sollte ich nach Möglichkeit mein erstes Kind mit spätestens 30-31 bekommen, mein zweites dann mit 32-33. Das gibt mir auch genug Zeit meine Ausbildung zu machen und zunächst etwas beruflich Fuß zu fassen. 
Das bedeutet, dass ich  mit 29-30 Schwanger sein müsste. Idealerweise will ich vorher verheiratet sein, die Heirat braucht mit allen Vorbereitungen auch ein Jahr und ich möchte auch bei meiner Heirat nicht schwanger sein sein, also sollte ich bis 28-29 verlobt sein. Um mich zu verloben muss ich den Partner aber erst einmal richtig kennenlernen und er muss der Richtige sein, also sollten wir zumindest 2 Jahre zusammen sein. also 26-27. Es ist aber auch riskant, dann erst jemanden kennenzulernen, was ist wenn er der Falsche ist und ich das nach 2 Jahren merke, dann verschiebt sich alles 2 Jahre nach hinten. Also sollte ich bereit mit 24 nach Möglichkeit einen festen Partner haben, der als Kandidat in Betracht kommt.

Natürlich wird nicht jede Frau so denken, aber ich denke dieser Gedanke, diese Planung kommt bei Frauen so häufiger vor als bei Männern, die ja immerhin die Option auf eine jüngere Frau haben, die den Zeitplan etwas nach hinten verschiebt. Eher werden sie denken, dass die jeweilige Freundin diesen Zeitplan so aufgestellt hat und sich auch überlegen, ob sie das wollen.

Das ganze verschiebt sich sicherlich auch noch je nachdem, welche Ausbildung man macht, bei kürzeren Ausbildungen und früherer Berufstätigkeit kommt man ja schneller im „realen Leben“ an als mit einem Studium.

Nachweise für die Evolutionstheorie

In dem Reddit Sub „Debate Evolution“ wurde eine interessante Aufgabe gestellt:

The other day I made a post asking creationists to give me one paper that meets all the basic criteria of any good scientific paper. Instead of giving me papers, I was met with people saying I was being biased and the criteria I gave were too hard and were designed to filter out any creationist papers. So, I decided I’d pose the same challenge to evolutionists. Provide me with one paper that meets these criteria.

  1. The person who wrote the paper must have a PhD in a relevant field of study. Evolutionary biology, paleontology, geophysics, etc.
  2. The paper must present a positive case for evolution. It cannot just attack creationism.
  3. The paper must use the most up to date information available. No outdated information from 40 years ago that has been disproven multiple times can be used.
  4. It must be peer reviewed.
  5. The paper must be published in a reputable scientific journal.
  6. If mistakes were made, the paper must be publicly retracted, with its mistakes fixed.

These are the same rules I provided for the creationists.

Bei den Creationisten kam – wie zu erwarten – nicht.

Hier finden sich aber einige interessante Studien:

1. Predicting rapid adaptation in time from adaptation in space: A 30-year field experiment in marine snails

Predicting the outcomes of adaptation is a major goal of evolutionary biology. When temporal changes in the environment mirror spatial gradients, it opens up the potential for predicting the course of adaptive evolution over time based on patterns of spatial genetic and phenotypic variation. We assessed this approach in a 30-year transplant experiment in the intertidal snail Littorina saxatilis. In 1992, snails were transplanted from a predation-dominated environment to one dominated by wave action. On the basis of spatial patterns, we predicted transitions in shell size and morphology, allele frequencies at positions throughout the genome, and chromosomal rearrangement frequencies. Observed changes closely agreed with predictions and transformation was both dramatic and rapid. Hence, adaptation can be predicted from knowledge of the phenotypic and genetic variation among populations.

2. A structured coalescent model reveals deep ancestral structure shared by all modern humans

Understanding the history of admixture events and population size changes leading to modern humans is central to human evolutionary genetics. Here we introduce a coalescence-based hidden Markov model, cobraa, that explicitly represents an ancestral population split and rejoin, and demonstrate its application on simulated and real data across multiple species. Using cobraa, we present evidence for an extended period of structure in the history of all modern humans, in which two ancestral populations that diverged ~1.5 million years ago came together in an admixture event ~300 thousand years ago, in a ratio of ~80:20%. Immediately after their divergence, we detect a strong bottleneck in the major ancestral population. We inferred regions of the present-day genome derived from each ancestral population, finding that material from the minority correlates strongly with distance to coding sequence, suggesting it was deleterious against the majority background. Moreover, we found a strong correlation between regions of majority ancestry and human–Neanderthal or human–Denisovan divergence, suggesting the majority population was also ancestral to those archaic humans.

 

3. Evolution of the ancestral mammalian karyotype and syntenic regions

Significance
Computational reconstruction of ancestral mammalian karyotypes revealed a comprehensive picture of the chromosome rearrangements that occurred over the evolutionary history of mammals. Ancient gene order, in some cases extending to full chromosomes, was found conserved for more than 300 My, demonstrating strong evolutionary constraint against rearrangements in some regions. Conserved segments of chromosomes are enriched for genes that control developmental processes. Therefore, Darwinian selection likely maintains ancient gene combinations while allowing for genomic innovations within or near chromosomal sites that break and rearrange over evolutionary time. The revealed relationship between the three-dimensional structure of chromosomes and the evolutionary stability of chromosome segments provides additional insights into the mechanisms of chromosome evolution and diseases associated with genome rearrangements.
Abstract
Decrypting the rearrangements that drive mammalian chromosome evolution is critical to understanding the molecular bases of speciation, adaptation, and disease susceptibility. Using 8 scaffolded and 26 chromosome-scale genome assemblies representing 23/26 mammal orders, we computationally reconstructed ancestral karyotypes and syntenic relationships at 16 nodes along the mammalian phylogeny. Three different reference genomes (human, sloth, and cattle) representing phylogenetically distinct mammalian superorders were used to assess reference bias in the reconstructed ancestral karyotypes and to expand the number of clades with reconstructed genomes. The mammalian ancestor likely had 19 pairs of autosomes, with nine of the smallest chromosomes shared with the common ancestor of all amniotes (three still conserved in extant mammals), demonstrating a striking conservation of synteny for ∼320 My of vertebrate evolution. The numbers and types of chromosome rearrangements were classified for transitions between the ancestral mammalian karyotype, descendent ancestors, and extant species. For example, 94 inversions, 16 fissions, and 14 fusions that occurred over 53 My differentiated the therian from the descendent eutherian ancestor. The highest breakpoint rate was observed between the mammalian and therian ancestors (3.9 breakpoints/My). Reconstructed mammalian ancestor chromosomes were found to have distinct evolutionary histories reflected in their rates and types of rearrangements. The distributions of genes, repetitive elements, topologically associating domains, and actively transcribed regions in multispecies homologous synteny blocks and evolutionary breakpoint regions indicate that purifying selection acted over millions of years of vertebrate evolution to maintain syntenic relationships of developmentally important genes and regulatory landscapes of gene-dense chromosomes.

4. Forty Years of Erratic Insecticide Resistance Evolution in the Mosquito Culex pipiens

Abstract
One view of adaptation is that it proceeds by the slow and steady accumulation of beneficial mutations with small effects. It is difficult to test this model, since in most cases the genetic basis of adaptation can only be studied a posteriori with traits that have evolved for a long period of time through an unknown sequence of steps. In this paper, we show how ace-1, a gene involved in resistance to organophosphorous insecticide in the mosquito Culex pipiens, has evolved during 40 years of an insecticide control program. Initially, a major resistance allele with strong deleterious side effects spread through the population. Later, a duplication combining a susceptible and a resistance ace-1 allele began to spread but did not replace the original resistance allele, as it is sublethal when homozygous. Last, a second duplication, (also sublethal when homozygous) began to spread because heterozygotes for the two duplications do not exhibit deleterious pleiotropic effects. Double overdominance now maintains these four alleles across treated and nontreated areas. Thus, ace-1 evolution does not proceed via the steady accumulation of beneficial mutations. Instead, resistance evolution has been an erratic combination of mutation, positive selection, and the rearrangement of existing variation leading to complex genetic architecture.

Author Summary
Adaptation is not always a straightforward process, and often results from natural selection tinkering with available variation. We present in this study just such a tortuous natural selection pathway, which allows the mosquito Culex pipiens to resist organophosphorous insecticides. In the Montpellier area, following the use of insecticide to control mosquito populations, a high-resistance allele of the insecticide target enzyme appeared. But this allele also displayed strong deleterious side effects. Recently, several duplicated haplotypes began to spread in natural population that put in tandem a susceptible and a resistant allele. We show that the duplicated haplotypes actually display reduced side effects compared to the resistant allele when in the heterozygous state, but also new and strong costs in the homozygote. This pattern leads to an unexpected equilibrium between four different alleles across treated and nontreated areas. The story of resistance in C. pipiens is indeed far from a slow progression toward a “perfect” adaptation. Rather, selection for resistance to insecticide is a long process of trial and error leading to an uncommon genetic architecture.

5. Predictable evolution toward flightlessness in volant island birds

Significance
Predictable evolutionary trends illuminate mechanisms that affect the diversity of traits and species on the tree of life. We show that when birds colonize islands, they undergo predictable changes in body shape. Small-island bird populations evolve smaller flight muscles and longer legs. These shifts in investment from wings to legs, although often subtle, are qualitatively similar to changes that have occurred in flightless bird lineages. Islands with fewer predator species were associated with more dramatic shifts toward flightlessness, implicating reduced predation pressure as the most likely cause of this trend. These predictable evolutionary changes likely exacerbate the vulnerability of flighted island birds to introduced predators and reduce the potential for small-island species to give rise to subsequent radiations.
Abstract
Birds are prolific colonists of islands, where they readily evolve distinct forms. Identifying predictable, directional patterns of evolutionary change in island birds, however, has proved challenging. The “island rule” predicts that island species evolve toward intermediate sizes, but its general applicability to birds is questionable. However, convergent evolution has clearly occurred in the island bird lineages that have undergone transitions to secondary flightlessness, a process involving drastic reduction of the flight muscles and enlargement of the hindlimbs. Here, we investigated whether volant island bird populations tend to change shape in a way that converges subtly on the flightless form. We found that island bird species have evolved smaller flight muscles than their continental relatives. Furthermore, in 366 populations of Caribbean and Pacific birds, smaller flight muscles and longer legs evolved in response to increasing insularity and, strikingly, the scarcity of avian and mammalian predators. On smaller islands with fewer predators, birds exhibited shifts in investment from forelimbs to hindlimbs that were qualitatively similar to anatomical rearrangements observed in flightless birds. These findings suggest that island bird populations tend to evolve on a trajectory toward flightlessness, even if most remain volant. This pattern was consistent across nine families and four orders that vary in lifestyle, foraging behavior, flight style, and body size. These predictable shifts in avian morphology may reduce the physical capacity for escape via flight and diminish the potential for small-island taxa to diversify via dispersal.

6. Genome Features of “Dark-Fly”, a Drosophila Line Reared Long-Term in a Dark Environment

Organisms are remarkably adapted to diverse environments by specialized metabolisms, morphology, or behaviors. To address the molecular mechanisms underlying environmental adaptation, we have utilized a Drosophila melanogaster line, termed “Dark-fly”, which has been maintained in constant dark conditions for 57 years (1400 generations). We found that Dark-fly exhibited higher fecundity in dark than in light conditions, indicating that Dark-fly possesses some traits advantageous in darkness. Using next-generation sequencing technology, we determined the whole genome sequence of Dark-fly and identified approximately 220,000 single nucleotide polymorphisms (SNPs) and 4,700 insertions or deletions (InDels) in the Dark-fly genome compared to the genome of the Oregon-R-S strain, a control strain. 1.8% of SNPs were classified as non-synonymous SNPs (nsSNPs: i.e., they alter the amino acid sequence of gene products). Among them, we detected 28 nonsense mutations (i.e., they produce a stop codon in the protein sequence) in the Dark-fly genome. These included genes encoding an olfactory receptor and a light receptor. We also searched runs of homozygosity (ROH) regions as putative regions selected during the population history, and found 21 ROH regions in the Dark-fly genome. We identified 241 genes carrying nsSNPs or InDels in the ROH regions. These include a cluster of alpha-esterase genes that are involved in detoxification processes. Furthermore, analysis of structural variants in the Dark-fly genome showed the deletion of a gene related to fatty acid metabolism. Our results revealed unique features of the Dark-fly genome and provided a list of potential candidate genes involved in environmental adaptation.

 

Ich persönlich finde ja diese E. Coli Langzeitstudie diesbezüglich sehr überzeugend

The Forgotten Prehistoric War That Killed 95% Of All Men

Welche Geschlechterunterschiede erlebt ihr im Alltag?

Dass es eine Vielzahl von Geschlechterunterschieden gibt, die allerdings nur im Schnitt bestehen und die auch ganz unterschiedliche Ausprägungen haben, dürfte hier im Blog häufig genug Thema gewesen sein.

Aber eine interessante Frage wäre: Was bekommt man eigentlich davon mit?

Gerade bei den Leuten, die man besser kennt, tritt ja häufig das Persönliche mehr hervor und die statistischen Unterschiede fallen einen weniger auf.

Und natürlich bemerkt man etwas eine stärkere Gefühlsbezogenheit von Frauen auch nicht unbedingt im normalen Umgang, indem es nicht um gefühlsbetonte Themen geht.

Was fällt euch an Geschlechterunterschieden am meisten auf?

Wonach richtet es sich, welche Lebenserwartung eine Spezies hat? Die Biologie der Lebenserwartung

Es ist eine interessante Frage, warum bestimmte Spezien länger leben bzw wonach sich das richtet.

Der Grund liegt letztendlich schlicht darin wie Evolution arbeitet. Dabei ist der erste Ansatz wieder einmal der genzentrierte Ansatz der Evolution: Gene, die (dauerhaft) in die nächsten Generationen kommen, überleben und bilden den Genpool der nachfolgenden Generationen. Es werden insofern keine Eigenschaften selektiert, sondern Gene und inwiefern sie in die nächste Generation kommen mit Hilfe der Körper, die sie erschaffen.

Älter werden lohnt sich aus dieser Sicht nur dann, wenn durch die dafür notwendigen Mutationen mehr Gene in die nächste Generation kommen.

Insekten etwa, deren Eier in warmen Zeiten gelegt werden und bei denen die Eier überwintern können, damit nach dem Winter neue Insekten schlüpfen, die neue Eier produzieren und so weiter, bräuchten sehr viele Mutationen um „Winterfest“ zu werden und mehrere Jahre Eier legen zu können.
Mutationen, die sie in einem Sommer mehr Eier oder winterfestere Eier legen lassen sind da einfacher und um so mehr man in diese Richtung selektiert um so weniger lohnen sich die Mutationen in die andere Richtung.
Andere Insekten sind den Weg gegangen (zB Marienkäfer, die mit Glyzerin und Winterstarre überleben) und leben deswegen länger.

Bei anderen Tieren erfordert der Aufbau eines „effektiven Körpers“ Zeit, sie profitieren von mehr Zeit, weil sie damit einen „Besseren Körper“ aufbauen können, zB Elefanten, die eine lange Zeit wachsen müssen, dafür aber aufgrund ihrer Größe auch gefährliche Angreifer abwehren können.

Oder eben bestimmte Angreifer: Ein Löwe braucht auch mehr Zeit zum Wachsen, kann dafür aber auch größere Beute jagen als kleinere Tiere, was ihm dann mehr Ressourcen bringt.

Ein Problem des Alters ist, dass es schlicht Folgekosten hat. Etwas, was nur 3 Monate halten soll wird man anders bauen als etwas, was 20 Jahre halten soll. Bei längerer Zeit muss man Verschleiß und dessen Reparatur „einplanen“ (also: es müssen Gene selektiert werden, die ein stabileres Herz bauen welches 20 Jahre zuverlässig Blut pumpt, was sich nur lohnt, wenn dadurch mehr oder besserer Nachwuchs entsteht. Und natürlich müssen alle anderen Faktoren auch dafür sprechen, dass man überhaupt das 20 Lebensjahr erreicht. Sonst lohnt es sich nicht und die Ressourcen sind anderweitig besser eingesetzt.

Das bedeutet auch: Wenn ein Hase darauf angewiesen ist, dass er stets dem Fuchs entkommt und man das System, wenn der Hase 100 werden sollte, deswegen so auslegen muss, dass er 100 Jahre dem Fuchs entkommt, dann hat das extra kosten. Und wenn ein Hase sagen wir mal jedes Jahr nur eine Chance selbst wenn alles gut läuft von 20% hat nicht von einem Raubtier gefressen zu werden, dann ist die Investition in Gene, die es für 20 Jahre leben lassen, schon riskant, da es wahrscheinlich bereits vorher stirbt. Auch hier können Ressourcen also besser in den Fortpflanzungserfolg in jungen Jahren (mit der höheren Wahrscheinlichkeit sich auszuwirken) investiert werden (=die Gene, die das machen reichern sich eher im Erbgut an als die Gene, die Ressourcen darauf verwenden, dass der Körper 20 Jahre lebt).

Das bedeutet auch:

  • In Umgebungen mit vielen Räubern oder extremen klimatischen Bedingungen ist es evolutionär vorteilhaft, schnell zu reifen und sich zu vermehren, bevor man stirbt. Dies reduziert die Selektion für Langlebigkeit.
  • In stabilen, ressourcenreichen Umgebungen kann die Evolution zu längeren Lebensspannen führen, da die Wahrscheinlichkeit, dass ein Individuum bis ins hohe Alter überlebt, höher ist.

Auch anderer Effekt der Selektion auf Nachkommen können das Lebensalter beeinflussen:

Gene, die nach der Fortpflanzung schädlich sind, werden weniger stark selektioniert, da ihre Träger schon Nachkommen produziert haben. Wenn viele Menschen nicht alt werden oder dann jedenfalls keine Nachkommen mehr haben oder der Vorteil etwa durch Enkelbetreuung oder sonstige Unterstützung der eigenen Nachkommen nicht so groß ist dann ist die Selektion für das Gen, welches etwas repariert eben schwächer und es verschwindet eher aus dem Genpool. 
Dies führt dazu, dass schädliche Mutationen, die das Altern beschleunigen, in der Population erhalten bleiben können.
Zudem gibt es die „Antagonistische Pleiotropie“: Einige Gene können vorteilhaft sein, wenn sie jung exprimiert werden (z.B. erhöhte Fruchtbarkeit), aber im Alter nachteilig (z.B. erhöhte Krankheitsanfälligkeit). Die erhöhte Fruchtbarkeit in der Jugend wird, da sie sich eher auswirkt, weil man da eher noch lebt, eher positiv selektiert als die Vermeidung der Nachteile, weil man da vielleicht schon tot ist oder ohnehin keine Nachkommen mehr produziert . 
Auf uns Menschen bezogen könnte man sagen: Ein Reparatursystem, welches unseren Körper für 200 Jahre fit hält hat sich anscheinend nie gelohnt.
Aber wir werden dennoch für eine Spezies sehr alt. Ein begünstigender Faktor ist sicherlich auch unsere Fähigkeit Erfahrung und Wissen weiterzugeben. Denn das erhöht den „Wert“ alter Leute für das Überleben ihrer Nachkommen.
Lebewesen, die Wissen ansammeln, dass der Gruppe hilft, könnten insofern eher älter werden. Das gilt auch für Lebewesen, die einen gewissen (reziproken) Altruismus leben bzw kooperieren. Denn das dürfte die Kosten für das Altern geringer machen, weil einem geholfen wird und die Alten gleichzeitig auch nach wie vor helfen und unterstützen (sei es über Wissen oder andere Unterstützung, Großeltern als Babysitter sind biologisch auch deswegen ideal, weil sie ein eigenes Interesse evolutionäres Interesse an dem Überleben der Enkelkinder haben).

Ein alter Gepard wird keine Beute mehr fangen, ein alter Mensch wird aber evtl versorgt und übernimmt dafür andere Tätigkeiten.

In die Richtung des hier gesagten geht auch die Disposable soma Theory: (übersetzt)

In der Biogerontologie besagt die Disposable-Soma-Theorie des Alterns, dass Organismen altern, weil ein evolutionärer Kompromiss zwischen Wachstum, Reproduktion und der Erhaltung der DNA-Reparatur besteht.

Formuliert vom britischen Biologen Thomas Kirkwood erklärt die Theorie, dass ein Organismus nur über begrenzte Ressourcen verfügt, die er auf verschiedene zelluläre Prozesse verteilen kann. Ein höherer Einsatz in Wachstum und Reproduktion führt daher zu einer geringeren Investition in die DNA-Reparatur, was zu erhöhten Zellschäden, verkürzten Telomeren, der Ansammlung von Mutationen, beeinträchtigten Stammzellen und letztendlich zu Seneszenz führt.

Obwohl viele Modelle – sowohl tierische als auch menschliche – diese Theorie zu stützen scheinen, sind Teile davon weiterhin umstritten. Insbesondere ist der evolutionäre Zusammenhang zwischen Wachstum und Altern gut belegt, während die Beziehung zwischen Reproduktion und Altern wissenschaftlich noch nicht eindeutig geklärt ist, und die zugrunde liegenden zellulären Mechanismen sind größtenteils unerforscht.

Die Disposable-Soma-Theorie des Alterns postuliert, dass ein Kompromiss in der Ressourcenzuteilung zwischen der Erhaltung des Körpers und der Investition in die Fortpflanzung besteht.

Eine zu geringe Investition in die Selbstreparatur wäre evolutionär unvorteilhaft, da der Organismus wahrscheinlich vor dem Fortpflanzungsalter sterben würde.

Eine zu hohe Investition in die Selbstreparatur wäre jedoch ebenfalls evolutionär nachteilig, da dadurch die Nachkommen wahrscheinlich vor dem Fortpflanzungsalter sterben würden.

Daher gibt es einen Kompromiss, und die Ressourcen werden entsprechend aufgeteilt.
Dieser Kompromiss wird jedoch als schädlich für die Reparatursysteme des Körpers angesehen, was zu fortschreitenden Zellschäden und Seneszenz führen kann. Reparaturkosten lassen sich in drei Kategorien einteilen:
(1) Kosten für die erhöhte Haltbarkeit nicht erneuerbarer Bestandteile,
(2) Kosten für die Erhaltung durch Zellerneuerung und
(3) Kosten für die intrazelluläre Erhaltung.

Zusammengefasst ist Altern und Verfall im Wesentlichen ein Kompromiss für eine erhöhte Fortpflanzungsfähigkeit in der Jugend.

Wachstum und somatische Erhaltung

Viel Forschung wurde zu den antagonistischen Effekten eines erhöhten Wachstums auf die Lebensspanne durchgeführt.

Insbesondere bindet das Hormon insulinähnlicher Wachstumsfaktor 1 (IGF-1) an einen Zellrezeptor, was eine Phosphorylierungskaskade auslöst. Diese Kaskade führt dazu, dass Kinasen den Forkhead-Transkriptionsfaktor (FOXO) phosphorylieren und deaktivieren. Die Deaktivierung von FOXO verhindert die Expression von Genen, die an der Reaktion auf oxidativen Stress beteiligt sind, wie Antioxidantien, Chaperone und Hitzeschockproteine. Zusätzlich stimuliert die Aufnahme von IGF-1 den mTOR-Signalweg, der durch die Hochregulierung des translationsfördernden Proteins S6K1 die Proteinsynthese (und somit das Wachstum) aktiviert und die Autophagie hemmt, einen Prozess, der für das Recycling beschädigter Zellprodukte notwendig ist.

Der Rückgang der Autophagie führt zu neurodegenerativen Erkrankungen, Proteinaggregation und vorzeitigem Altern. Studien haben außerdem gezeigt, dass der mTOR-Signalweg auch Immunreaktionen verändert und cyclinabhängige Kinase-Inhibitoren wie p16 und p21 stimuliert. Dies verändert die Stammzellnische und führt zu einer Erschöpfung der Stammzellen, einem weiteren vermuteten Mechanismus des Alterns.

Reproduktion und Erhaltung des Körpers
Während die Fortpflanzung die Lebensspanne von Vielzellern verringert, bleibt der genaue Mechanismus für diesen Effekt unklar. Obwohl viele Modelle eine umgekehrte Beziehung darstellen und die Theorie aus evolutionärer Sicht Sinn ergibt, wurden die zellulären Mechanismen bisher nicht ausreichend untersucht. Bei der zellulären Replikation ist jedoch die fortschreitende Verkürzung der Telomere ein Mechanismus, der die Anzahl der möglichen Zellteilungen begrenzt. Bei einzelligen Organismen wie Saccharomyces cerevisiae ist die Bildung extrachromosomaler rDNA-Kreise (ERCs) in Mutterzellen (aber nicht in Tochterzellen) bei jeder Teilung eine identifizierbare Art von DNA-Schaden, die mit der Replikation verbunden ist. Diese ERCs sammeln sich im Laufe der Zeit an und führen schließlich zu replikativer Seneszenz und dem Tod der Mutterzelle.

 

 

 

Lagerdenken als Teil unserer Biologie

In einem Podcast ging es um die US-Wahl und darüber wie sehr sich die Leute in Lager einordnen und wollen, dass der eigene Kandidat gewinnt.

Der Interviewte führte an, dass er das für etwas ganz menschlich-evolutionäres hält, wir wollen einer Gruppe zugehörig sein und wenn wir in diese investiert haben, dann wollen wir auch das diese Gruppe die Gewinnergruppe ist.

Und das würde ja auch durchaus passen. Die wesentliche Gruppe der Steinzeit dürfte die Sippe oder der Stamm gewesen sein und es ist natürlich vorteilhaft zum einen eine Solidarität zu dieser eigenen Gruppe zu haben und sie gewinnen sehen zu wollen.
Solidarität zur Gruppe bedeutet eben auch, dass die Gruppe einem eher Solidarität zurück gibt aber natürlich ist es auch ärgerlich, wenn andere Gruppen besser sind und einen zu überflügeln drohen.

Die Konflikte kann man verschieden auflösen, etwa auch durch einen Gruppenwechsel, aber das dürfte damals schwieriger gewesen sein, wenn in der Gruppe viele Verwandte von einem waren. Aber man konnte natürlich die Jagdgruppe wechseln, wenn man das Gefühl hatte, dass die eigene Gruppe einen zurückhält oder daran arbeiten, dass die eigene Gruppe besser wird.

Wahrscheinlich auch der Grund, warum viele nicht so Fußballinteressierte eher eine der großen Mannschaften gut finden, da gewinnt man wenigstens, während die Fans der kleineren Gruppe dafür vielleicht mehr auf Solidarität und gute Gruppendynamiken setzen und das Gemeinschaftsgefühl betonen.

Es passiert aber auch wirklich schnell, dass sich Lager bilden, ich vermute schon so etwas wie Appel vs Android reicht aus das man hofft, dass das nächste Handy der eigenen Wahl etwas hat, was besser ist als die andere Marke.

Mir geht es zB bei Kameras so. Ich hatte immer Canon und freue mich, wenn sie eine tolle Kamera rausbringen, auch wenn die mir viel zu teuer für meine Zwecke wäre. Bringen hingegen Sony oder Nikon eine gute Kamera heraus ärgert es mich etwas, obwohl es ja den Markt eher antreibt und es mir vollkommen egal sein kann.

Was sind eure Lager?

Die Evolution der Wale

Geschlecht und psychische Gesundheit stehen im Zusammenhang mit der Mikrostruktur des subkortikalen Gehirns

Eine interessante Studie zu Geschlechterunterschieden:

Significance
We demonstrate the presence of large sex-related differences in the microstructure of subcortical gray matter using advanced noninvasive diffusion MRI in a large cohort of young adults. These sex differences are found in several key brain structures that are important for mental health and are consistent with experimental studies in animals showing cellular differences in these regions. Further, we demonstrate that brain imaging measures in regions with large sex differences are also associated with psychiatric symptoms.

Abstract
Some mental health problems such as depression and anxiety are more common in females, while others such as autism and attention deficit/hyperactivity (AD/H) are more common in males. However, the neurobiological origins of these sex differences are poorly understood. Animal studies have shown substantial sex differences in neuronal and glial cell structure, while human brain imaging studies have shown only small differences, which largely reflect overall body and brain size. Advanced diffusion MRI techniques can be used to examine intracellular, extracellular, and free water signal contributions and provide unique insights into microscopic cellular structure. However, the extent to which sex differences exist in these metrics of subcortical gray matter structures implicated in psychiatric disorders is not known.

Here, we show large sex-related differences in microstructure in subcortical regions, including the hippocampus, thalamus, and nucleus accumbens in a large sample of young adults. Unlike conventional T1-weighted structural imaging, large sex differences remained after adjustment for age and brain volume. Further, diffusion metrics in the thalamus and amygdala were associated with depression, anxiety, AD/H, and antisocial personality problems. Diffusion MRI may provide mechanistic insights into the origin of sex differences in behavior and mental health over the life course and help to bridge the gap between findings from experimental, epidemiological, and clinical mental health research.

Quelle: Sex and mental health are related to subcortical brain microstructure

Aus einem Artikel über die Studie:

The researchers found significant sex differences in the microstructure of several subcortical regions. For example, males showed a higher restricted isotropic signal — a measure related to cell density and complexity — in the hippocampus and amygdala. In contrast, females exhibited higher hindered isotropic signals in the thalamus.

These microstructural differences were not just statistically significant but also substantial in size. In fact, the effect sizes observed in this study were much larger than those typically seen in studies of brain volume.

“Given the large the effect sizes we observe, it is surprising that these have not been described previously,” Pecheva told PsyPost. “This challenges the idea that once individual brain size is accounted for, sex differences in the brain are small.”

Furthermore, the researchers found that these microstructural differences were linked to psychiatric symptoms. For instance, greater restricted isotropic signal in the amygdala — a region involved in processing fear emotions — was associated with higher levels of depression and antisocial behavior. Similarly, alterations in the microstructure of the thalamus were associated with symptoms of anxiety and attention deficit hyperactivity. These findings suggest that the microstructural differences observed in the study could underlie the sex differences in mental health disorders.

“Previous research has mainly concentrated on the sizes of brain structures, and have found only subtle differences between men and women, which may simply reflect the fact that men’s bodies and brains are generally larger than women’s. We have discovered much larger differences on a microscopic scale in structures deep within the brain,” Pecheva summarized.

The structures that show the largest differences, such as the amygdala, the hippocampus, and the thalamus, are involved in things like emotions, memory, learning, and attention, and have been found to be associated with mental health problems. While our study was based on data from healthy young adults – so did not specifically recruit participants with mental health problems – we did find that our MRI measures were associated with depression, anxiety, attention deficit, and antisocial behavior.”

Eine Studie, die einen neuen Ansatz hat und hier neue Wege aufzeigt Unterschiede überhaupt wahrzunehmen, die ansonsten bei anderen Betrachtungen gar nicht auffallen würden.

Aber natürlich gilt wie bei allen Unterschieden, die man an bereits Erwachsenen sieht, dass die Ursache der Unterschiede damit nicht belegt ist:

“Also, from our analyses, it is not possible to say exactly what is the cause (or causes) of the differences we see. It is most likely to be a combination of biological factors, such as hormones and genetics, and environmental factors, such as gendered experiences and societal pressures and expectations.”

Future research could address these limitations by using complementary imaging techniques that provide a clearer view of the cellular basis of these differences. Additionally, studies that track these brain changes over time could help determine whether these microstructural differences emerge early in life or develop later, potentially offering insights into how sex differences in mental health disorders evolve.

“In the longer term, investigating sex differences may allow us to better understand the biological origins of mental health disorders,” Pecheva said. “This could lead to earlier diagnosis, and more effective treatments through personalized medicine, in which the treatment is tailored to the individual, rather than just the diagnosis. For example, antipsychotic drugs seem to work differently in men and women, as well as having different side effects. Our work might also provide objective measures of the effectiveness of new and existing treatments.”

Immer gut noch etwas nachzuschicken, was einen gewissen praktischen Nutzen darlegt.