Albinisme og preferanseallel hos anoleøgler

Del 2, alle hjelpemidler

Albinisme og preferanseallel hos anoleøgler

Lest inn av KI og ikke kontrollert manuelt enda — kan inneholde feil.

Anoleøglene kan en sjelden gang være hvite (albino). Dette kommer av et allel / en genvariant “a” som gjør at det ikke blir dannet brunt fargestoff i hudcellene.

Hjelpemiddelkrav: For hånd

Et anoleøglepar som begge er brune, får unger der både en av hannene og en av hunnene er albino. Lag et krysningsskjema for denne krysningen, og forklar hvordan du kan vite ut fra opplysningene i oppgaven at genvarianten/allelet for albinisme må være recessivt.

Hjelpemiddelkrav: For hånd

I tillegg til ungene som er albinoer, får øgleparet også brune unger. Hvor stor er sjansen for at en brun unge av dette foreldreparet er bærer av genet for albinisme?

Hjelpemiddelkrav: For hånd

Dette foreldreparet får to brune unger, men vi vet ikke om de er bærere av allelet/genvarianten for albinisme. Disse to parer seg med hverandre. Bruk krysningsskjema eller utregninger til å forklare hvor stor sjansen er for at øgleungene blir albinoer.

Hjelpemiddelkrav: For hånd

Noen anoleøgler kan pare seg med nær beslektete øglearter og få unger (hybrider) som er sterile. Gå ut fra at det finnes et dominant kjønnsbundet allel / genvariant på X-kromosomet hos anoleøgler som gjør at de som har dette allelet, helst vil pare seg med øgler av samme art. Bruk bokstaven “P” (preferanseallel) for dette allelet, og “p” for den recessive genvarianten. Forklar hvorfor vi kan vente at preferanseallelet blir vanligere i øglepopulasjonen. Hvilke grunner kan det være til at ikke alle individer har allelet?

Hjelpemiddelkrav: For hånd

En hunnøgle som er bærer av genet for albinisme og er homozygot for P-allelet, får unger med en albino hannøgle som ikke har P-allelet. Lag et dihybrid krysningsskjema, og lag en tabell over hvilke fenotyper ungene kan få.

For å finne ut om en gruppe øgler tilhører samme populasjon, tar biologene blodprøver og sammenlikner områder på intronene der to baser er “repetert”, det vil si står mange ganger på rad, for eksempel “gtgtgtgt”. Hvis disse repeterte områdene svært ofte har forskjellig lengde, tyder det på at øglene kommer fra mer enn én populasjon.

Hjelpemiddelkrav: For hånd

Forklar helt kort og med hjelp av en skisse hvordan du vil gå fram for å sammenlikne lengden av to repeterte DNA-områder fra tre øgler. Foreslå også en grunn til at det er vanligst å finne rekker av repeterte baser med forskjellig lengde nettopp i intronene.

Anoleøglenes kroppstemperatur følger lufttemperaturen. Øglene spiser insekter, larver og andre smådyr som lever i vegetasjonen på disse tropiske øyene.

Tenk deg at du selv skal gjøre et eksperiment med å sette ut anoleøgler på øyer der de er blitt utryddet.

Hjelpemiddelkrav: For hånd

Forklar kort hvilke abiotiske og biotiske faktorer du vil undersøke i økosystemene for å finne ut om øyene egner seg for anoleøgler.

Fasit

Begge foreldrene er brune og får albinounger. Hadde albinoallelet vært dominant, måtte minst én av foreldrene selv vært albino. Allelet må derfor være recessivt, og begge foreldrene er Aa. Krysningen Aa × Aa gir 1 AA : 2 Aa : 1 aa, altså 3 brune og 1 albino.

Av de tre brune genotypene i krysningsskjemaet (AA, Aa og Aa) er to bærere, så sjansen er 2/3≈67 %.

Sjansen for at en unge blir albino, er 1/9≈11 %.

Øgler uten P-allelet parer seg oftere med en annen art og får sterile hybrider som ikke gir barnebarn. Øgler med P-allelet velger make av egen art og får fruktbare unger. P gir derfor høyere reproduktiv suksess og blir vanligere. Alle har det likevel ikke, fordi allelet må oppstå ved mutasjon og spre seg over mange generasjoner, fordi p skjuler seg hos heterozygote hunner, fordi P ikke gir noen fordel der den andre arten mangler, og fordi mutasjon, genflyt og genetisk drift stadig tilfører p.

Krysningen Aa XPXP × aa XpY gir fire like store grupper: brun hunn, albino hunn, brun hann og albino hann, alle med P-allelet. Halvparten blir brune og halvparten albino.

Isoler DNA fra blodprøver, kopier de to områdene med PCR og kjør produktene på gelelektroforese med en lengdestandard. Bånd som har vandret like langt, er like lange. Lengdevariasjon er vanligst i introner fordi introner spleises bort og ikke oversettes til protein, slik at mutasjonene er nøytrale og ikke fjernes av det naturlige utvalget.

Abiotiske faktorer: lufttemperatur gjennom året, sol og skygge, nedbør og fuktighet, vind og orkanfare, høyde over havet og jordsmonn. Biotiske faktorer: vegetasjon med greiner å leve på, mengden insekter og smådyr, predatorer, konkurrerende øglearter, parasitter og sykdommer.

LøsningsforslagKI-generert

Begge foreldrene er brune, men de får både en albino hann-unge og en albino hunn-unge. Albinisme kan derfor ikke skyldes et dominant allel: hadde a vært dominant, ville minst én av foreldrene selv vært albino. Allelet må være recessivt, slik at det kan skjule seg hos brune foreldre.

Siden begge foreldrene er brune og likevel får albinounger, må begge være heterozygote, Aa. Vi bruker A for allelet som gir brunt fargestoff, og a for albinoallelet.

Krysningsskjema for Aa × Aa:

Aa
AAAAa
aAaaa

Avkommet blir 1 AA : 2 Aa : 1 aa, altså 3 brune og 1 albino i gjennomsnitt. At både en hann og en hunn er albino, viser dessuten at genet ikke er kjønnsbundet, men ligger på et vanlig kromosom.

En brun unge kan ha genotypen AA eller Aa. Av de fire rutene i krysningsskjemaet gir tre brune unger: én AA og to Aa. Albinoen (aa) er ikke brun og skal holdes utenfor.

23≈0,67

Sjansen for at en brun unge er bærer av albinoallelet, er altså 2/3, omtrent 67 %.

De to brune søsknene er hver for seg AA med sannsynlighet 1/3 og Aa med sannsynlighet 2/3, slik vi fant i b).

En unge kan bare bli albino hvis begge foreldrene er bærere. Sannsynligheten for at begge de to søsknene er Aa, er

23⋅23=49

Er begge Aa, blir 1/4 av ungene albino, slik krysningsskjemaet i a) viser. Den samlede sannsynligheten blir

49⋅14=436=19≈0,11

Sjansen for at en øgleunge blir albino, er altså 1/9, omtrent 11 %. Er minst én av de to søsknene AA, kan det ikke bli albinounger i det hele tatt.

Hvorfor preferanseallelet blir vanligere

Øgler uten preferanseallelet parer seg ofte med individer av en nær beslektet art. Hybridungene er sterile og får ingen unger selv. Alle genene foreldrene ga videre, stopper da i denne generasjonen.

Øgler med P-allelet velger make av sin egen art. Ungene deres er fruktbare og får selv unger. Disse øglene får derfor flere barnebarn enn de som parer seg på tvers av artene.

Reproduktiv suksess er nettopp det det naturlige utvalget virker på. P-allelet gir høyere fitness, og andelen P-alleler øker fra generasjon til generasjon. Siden P er dominant, slår fordelen ut med en gang: både hunner med XPXp og hanner med XPY har preferansen. Dette kalles forsterkning — det naturlige utvalget styrker den reproduktive isolasjonen mellom to arter som fortsatt kan krysse seg.

Hvorfor ikke alle har allelet

  • Allelet må først ha oppstått ved en mutasjon. Det tar mange generasjoner før et nytt allel eventuelt blir enerådende, og utvalget har kanskje ikke virket lenge nok.
  • p er recessivt og skjuler seg hos heterozygote hunner, XPXp. Utvalget «ser» ikke disse p-allelene, og de kan derfor ikke fjernes raskt.
  • Der den nært beslektede arten ikke finnes, gir P ingen fordel. Da virker ikke utvalget på dette genet, og p kan holde seg eller bli vanligere ved genetisk drift, særlig i små populasjoner.
  • Nye p-alleler oppstår stadig ved mutasjon, og øgler med p kan vandre inn fra andre populasjoner (genflyt).
  • Å være kresen kan koste noe. Øgla bruker mer tid og energi på å finne riktig make, og i en liten populasjon risikerer den å ikke få unger i det hele tatt.

Hunnen er bærer av albinisme og homozygot for P-allelet: Aa XPXP. Hannen er albino og har ikke P-allelet: aa XpY.

Kjønnsceller fra hunnen: A XP og a XP. Kjønnsceller fra hannen: a Xp og a Y.

Dihybrid krysningsskjema:

A XPa XP
a XpAa XPXpaa XPXp
a YAa XPYaa XPY

Fenotyper hos ungene:

GenotypeFenotypeAndel
Aa XPXpbrun hunn med preferanse for egen art25 %
aa XPXpalbino hunn med preferanse for egen art25 %
Aa XPYbrun hann med preferanse for egen art25 %
aa XPYalbino hann med preferanse for egen art25 %

Halvparten av ungene blir brune og halvparten albino, og det blir like mange hunner som hanner. Alle ungene får et P-allel fra mora, så alle har preferanse for egen art. De brune ungene er alle bærere av albinoallelet.

Slik vil jeg gå fram:

  1. Ta en blodprøve fra hver av de tre øglene og rens ut DNA-et.
  2. Kopier opp de to repeterte områdene med PCR. Primerne må passe til sekvensene på hver side av repetisjonene, slik at nøyaktig de samme områdene blir kopiert hos alle tre øglene.
  3. Sett prøvene i hver sin brønn i en agarosegel, og ha en lengdestandard i den første brønnen.
  4. Sett på spenning. DNA er negativt ladd og vandrer mot plusspolen. Korte fragmenter vandrer raskest og kommer lengst.
  5. Farg gelen så båndene blir synlige, og sammenlikn hvor langt båndene fra de tre øglene har vandret.

Skisse av gelen med en lengdestandard og de to repeterte områdene hos tre øgler

Bånd som står på samme høyde, er like lange. I skissen har øgle 1 og øgle 3 like langt område 1, mens øgle 2 har et kortere. For område 2 er øgle 1 og øgle 2 like, mens øgle 3 har et kortere. Øglene har altså ulik lengde på begge områdene, og det tyder på at de ikke alle kommer fra samme populasjon.

Hvorfor lengdevariasjonen er vanligst i introner

Intronene spleises bort fra det primære RNA-transkriptet (pre-mRNA) før det ferdige mRNA-et forlater kjernen, og blir aldri oversatt til protein. Endres antall repetisjoner i et intron, påvirker det derfor ikke aminosyrerekkefølgen, og øgla får ingen ulempe av det. Slike nøytrale mutasjoner blir ikke luket bort av det naturlige utvalget, og de kan hope seg opp gjennom mange generasjoner. I eksonene skjer det motsatte: å sette inn eller fjerne baser forskyver leserammen og ødelegger proteinet. Individer med slike mutasjoner klarer seg dårlig, og mutasjonene forsvinner raskt igjen.

Abiotiske faktorer

  • Lufttemperaturen gjennom hele året. Øglene er vekselvarme, og kroppstemperaturen følger lufta. Blir det for kaldt, blir de trege og klarer verken å jakte eller å formere seg.
  • Sol og skygge. Øglene må kunne veksle mellom soleksponerte og skyggefulle steder for å regulere kroppstemperaturen.
  • Nedbør og luftfuktighet, og om det finnes ferskvann.
  • Vind, orkanfare og høyde over havet. Lave øyer blir lett oversvømt, slik orkanen «Frances» viste.
  • Jordsmonn og underlag, som avgjør hva slags vegetasjon som kan vokse på øya.

Biotiske faktorer

  • Vegetasjonen. Finnes det busker og trær med greiner øglene kan leve, jakte og gjemme seg i? Greindiameteren avgjør hvilken beinlengde som passer.
  • Mattilgangen. Er det nok insekter, larver og andre smådyr gjennom hele året?
  • Predatorer, for eksempel rovøgler, slanger, rovfugler og innførte dyr som rotter og katter.
  • Konkurrenter, altså andre øglearter eller andre insektetere som bruker den samme nisjen.
  • Parasitter og sykdommer som kan ramme øglene.
  • Hvilken virkning øglene selv vil få på økosystemet, for eksempel om de kan utrydde byttedyr eller utkonkurrere arter som allerede lever der.

Forstå oppgaven med en KI

Du får en ferdig tekst du limer inn i den KI-chatboten du bruker. Teksten inneholder oppgaven og en instruks om at chatboten skal hjelpe deg å tenke selv — stille spørsmål, gi ett hint av gangen og la deg gjøre regningen.

Anbefalt. Chatboten får beskjed om å bruke det til å veilede deg riktig vei — ikke til å røpe svaret. Du kan slå det av hvis du vil være helt sikker på at ingenting lekker.

Hva du bør vite
  • Ingenting sendes herfra. Teksten kopieres bare til utklippstavla på enheten din. Det du limer inn i en chatbot, går til den tjenesten — og de har sine egne regler for hva de lagrer.
  • Ikke lim inn personopplysninger — navn, skole eller noe annet om deg selv eller andre. Oppgaveteksten holder.
  • KI kan ta feil, også i biologi. Sjekk alltid mot løsningsforslaget her på siden.
  • Er du usikker på om du har lov til å bruke KI på skolearbeidet ditt, spør læreren din først.

Tastatursnarveier

Navigasjon

⌘K / Ctrl+K
Åpne søk
G F
Gå til Fag
G E
Gå til Eksamener
G T
Gå til Temaer
G K
Gå til Kompetansemål
G H
Hjem
?
Vis snarveier

I oppgave

←/→ · J/K
Forrige / neste oppgave
0
Marker som ikke prøvd
1
Marker som prøvd
2
Marker som trenger hjelp
3
Marker som ferdig
S
Vis / skjul løsningsforslag
A
Legg til i liste
N
Skriv notat
Esc
Tilbake / avslutt