KARLS VOISS: BIOGRĀFIJA, TAKSONOMIJA, CITI IEGULDĪJUMI, DARBI - ARTE - 2025

Karls Voiss (1928-2012) bija slavens amerikāņu mikrobiologs, kura darbs mainīja izpratni par mikrobu pasauli, kā arī veidu, kā mēs uztveram visas dzīves uz Zemes attiecības.

Vairāk nekā jebkurš cits pētnieks Karls Voiss zinātniskās pasaules uzmanību koncentrēja uz nemateriālu, bet dominējošu mikrobu pasauli. Viņu darbs ļāva mums uzzināt un analizēt valstību, kas tālu pārsniedz patogēnās baktērijas.

Karls Ričards Voiss bija amerikāņu mikrobiologs, kura darbs mainīja izpratni par mikrobu pasauli. Avots: Dons Hamermans

Ar savu darbu palīdzību Voze attīstīja izpratni par dzīves attīstību; Tas tika panākts ar dzīvu būtņu gēnu secību, tādējādi parādot, ka evolūcijas vēsturi var izsekot kopējam senčam.

Turklāt šīs izmeklēšanas laikā Voiss atklāja trešo dzīves jomu, kas pazīstama kā arhaea.

Biogrāfija

Karls Ričards Voiss dzimis 1928. gadā Sirakūzās, Ņujorkā. Viņš studēja matemātiku un fiziku Amersta koledžā Masačūsetsā un ieguva doktora grādu. biofizikā Jēlas universitātē 1953. gadā.

Voiss mācījās no vadošajiem pētniekiem un Nobela prēmijas laureātiem, piemēram, no viņa absolventa instruktora, biofizika Ernesta Pollarda, kurš pats bija Nobela prēmijas fizikā studējošais Džeimss Čadviks.

Voesa interese par ģenētiskā koda un ribosomu izcelsmi attīstījās, strādājot par biofiziku Vispārējā elektrisko pētījumu laboratorijā. Vēlāk, 1964. gadā, amerikāņu molekulārais biologs Sols Spīgelmans uzaicināja viņu iestāties Ilinoisas universitātes fakultātē, kur viņš palika līdz nāvei (2012).

Voesas cilvēciskā puse

Pēc viņa tuvāko kolēģu vārdiem, Voiss bija dziļi veltīts savam darbam un bija ļoti atbildīgs par savu pētījumu. Tomēr daudzi saka, ka mikrobiologs izklaidējās, strādājot. Turklāt klasesbiedri viņu raksturoja kā izcilu, atjautīgu, godīgu, dāsnu un pazemīgu cilvēku.

Balvas un atzinības raksti

Visu savu pētījumu gadu laikā viņš saņēma daudzas balvas un atzinības rakstus, piemēram, MacArthur stipendiju. Viņš bija arī Amerikas Savienoto Valstu Nacionālās zinātņu akadēmijas un Karaliskās biedrības loceklis.

1992. gadā Voiss saņēma Leeuwenhoek medaļu no Nīderlandes Karaliskās Mākslas un zinātnes akadēmijas - to uzskatīja par augstāko apbalvojumu mikrobioloģijā - un 2002. gadā viņam tika piešķirta Amerikas Savienoto Valstu Nacionālā zinātnes medaļa.

Tāpat 2003. gadā viņš tika apbalvots ar Zviedrijas Karaliskās zinātņu akadēmijas biofizikā Kraforda balvu, kas vienlaikus bija Nobela prēmija.

Zinātniskā progresa noteikšana Voes redzējumam

70. gados bioloģija dzīvās būtnes klasificēja piecās lielās karaļvalstīs: augos, dzīvniekos, sēnēs, prokariotos (vai baktērijās), vienkāršās šūnās bez iekšējās struktūras un eikariotos, kuru šūnās ir kodols un citi komponenti. .

Tomēr sasniegumi molekulārajā bioloģijā ļāva Vozei atšķirīgi aplūkot dzīves pamatus uz Zemes. Tādā veidā viņš parādīja, ka dzīvei katrā no piecām karaļvalstīm ir viena un tā pati bāze, kā arī viena un tā pati bioķīmija un viens un tas pats ģenētiskais kods.

Ģenētiskais kods

Pēc nukleīnskābju, dezoksiribonukleīnskābes (DNS) un ribonukleīnskābes (RNS) atklāšanas tika noteikts, ka ģenētiskais kods tiek glabāts šajās divās makromolekulās. Būtiska DNS un RNS īpašība ir tā, ka tos veido mazāku molekulu atkārtojumi, kas pazīstami kā nukleotīdi.

Pateicoties tam, bija iespējams noteikt, ka lielā dzīves daudzveidība ir saistīta ar atšķirībām šo divu molekulu nukleotīdu komponentos.

Šajā sakarā būtisks bija Voes ieguldījums, kā izprast un noteikt RNS struktūru. Pēc šo pētījumu veikšanas Voiss kļuva īpaši ieinteresēts ģenētiskā koda evolūcijas izpētē.

Molekulārā taksonomija

Karls Voiss pētīja noteiktu ģenētiskās informācijas kopumu, kas atrodams tā saucamajos 16s mitohondriju RNS. Šīs RNS ģenētiskajai secībai ir tāda īpatnība, ka tā parādās visu dzīvo lietu genomos un ir ļoti konservēta, kas nozīmē, ka tā ir attīstījusies lēni un to var izmantot evolūcijas izmaiņu izsekošanai ilgu laiku.

RNS izpētei Voiss izmantoja nukleīnskābju secības noteikšanas tehnoloģiju, kas 70. gados joprojām bija ļoti primitīva. Viņš salīdzināja dažādu organismu, galvenokārt baktēriju un citu mikroorganismu, ribosomālas RNS (rRNS) sekvences.

Vēlāk, 1977. gadā, kopā ar Džordžu Foksu, viņš publicēja pirmo zinātniski pamatoto filoģenētisko dzīves koku. Šī ir karte, kas atklāj liela mēroga dzīves organizāciju un evolūcijas gaitu.

Trīs jomas

Pirms Voes darba izmantotais evolūcijas modelis norādīja, ka dzīvās lietas tiek iedalītas divās lielās grupās: prokarioti un eikarioti. Turklāt viņš norādīja, ka prokarioti rada modernākus eikariotus.

Tomēr Voiss secēja un salīdzināja dažādu dzīvo lietu rRNS gēnus un atklāja, ka jo lielākas variācijas ir divu organismu gēnu secībā, jo lielāka ir to evolūcijas atšķirība.

Šie atradumi ļāva viņam ierosināt trīs evolūcijas līnijas, ko sauc par domēniem: Baktērijas un Archaea (pārstāv prokariotu šūnas, tas ir, bez kodola) un Eukarya (eikariotu šūnas, ar kodolu).

Arhejas attēlo prokariotu šūnas, tas ir, bez kodola. Avots: Kadena 11a

Tādā veidā Voiss konstatēja, ka prokariotu jēdzienam nav filoģenētiska attaisnojuma un eikarioti nav cēlušies no baktērijām, bet gan ir arhajas māsas grupa.

Dzīvības filoģenētiskais koks

Trīs domēni tika attēloti filoģenētiskajā kokā, kur parādītas evolūcijas atšķirības. Šajā kokā attālums starp divām sugām, kas novilktas pa līnijām, kas tās savieno, ir proporcionāls to rRNS atšķirībai.

Tāpat tie, kas plaši atdalīti kokā, ir tālāki radinieki, un, apvienojot lielu datu daudzumu, ir iespējams novērtēt attiecības starp sugām un noteikt, kad viena līnija novirzās no otras.

Citas iemaksas

Voes darbam un atradumiem bija liela ietekme uz izpratni par zemes un cilvēka ķermeņa mikrobu ekoloģijas attīstību; pat ārpus zemes valdībām.

Ieguldījums Zemes ekoloģijā

Mikrobu ekosistēmas ir Zemes biosfēras pamats, un pirms Voese uz secību balstītā filoģenētiskā ietvara izstrādes nebija jēgpilna veida, kā novērtēt dabisko pasauli veidojošo mikrobu attiecības.

Voes atklājums parādīja, ka visa dzīvība uz Zemes nāk no senču stāvokļa, kas pastāvēja pirms 3,8 miljardiem gadu, ar mūsdienu šūnas galvenajiem elementiem, kas jau ir izveidoti.

Tādā veidā mikrobu ekoloģijas disciplīna tika pārvietota no mirstoša stāvokļa uz vienu no visspilgtākajām bioloģijas jomām ar nozīmīgām sekām medicīnā, kā to parādīja Cilvēka mikrobiomu projekts.

Cilvēka mikrobiomu projekts

Cilvēka mikrobiomu projektu 2008. gadā ierosināja Amerikas Savienoto Valstu Nacionālais veselības institūts (NIH), un Voese atradumi bija šī projekta pamatā.

Šīs lieliskās iniciatīvas galvenais mērķis ir identificēt un raksturot cilvēka ķermenī esošās mikrobu kopienas un meklēt sakarības starp mikrobu populāciju dinamiku, cilvēku veselību un slimībām.

Eksobioloģija

Eksobioloģija mēģina rekonstruēt procesu un notikumu vēsturi, kas saistīti ar biogēno elementu pārveidošanu, sākot ar to izcelsmi nukleosintēzē līdz dalībai Darvinijas evolūcijā Saules sistēmā.

Rezultātā eksobioloģija pievēršas galvenajiem bioloģijas aspektiem, pētot dzīvi ārpus Zemes. Tad rodas vispārēja teorija dzīvo sistēmu evolūcijai no nedzīvās matērijas.

Voes idejas NASA iekļāva savā eksobioloģijas programmā un savu programmu filozofijās misijām, kuras tika uzsāktas uz Marsu, lai meklētu dzīvības pazīmes 1975. gadā.

Galvenie darbi

Viņa vissvarīgākie darbi ir uzskaitīti zemāk:

- Makromolekulāras sarežģītības evolūcija (1971), kurā ir parādīts vienots makromolekulu sarežģītības evolūcijas modelis.

- Baktēriju evolūcija (1987). Šis darbs ir vēsturisks apraksts par to, kā attiecības starp mikrobioloģiju un evolūciju sāk mainīt priekšstatus par sugu izcelsmi uz Zemes.

- Universālais sencis (1998). Tas raksturo universālo senču kā daudzveidīgu šūnu kopu, kas izdzīvo un attīstās kā bioloģiska vienība.

- Universālā filoģenētiskā koka interpretācija (2000). Šis darbs attiecas uz to, kā universālais filoģenētiskais koks ne tikai aptver visu esošo dzīvi, bet tā sakne attēlo evolūcijas procesu pirms pašreizējo šūnu tipu parādīšanās.

- Par šūnu evolūciju (2002). Šajā darbā Voiss iepazīstina ar šūnu organizācijas evolūcijas teoriju.

- Jauna jauna gadsimta bioloģija (2004. gads). Tas ir paziņojums par nepieciešamību mainīt pieeju bioloģijai, ņemot vērā jaunos atklājumus dzīvajā pasaulē.

- Kolektīvā evolūcija un ģenētiskais kods (2006). Iepazīstina ar ģenētiskā koda evolūcijas dinamisko teoriju.

Atsauces

1. Woese C, Fox GE. (1977). Prokariotu domēna filoģenētiskā struktūra: primārās karaļvalstis. Iegūts 11. novembrī no: ncbi.nlm.nih.gov
2. Vošs C. (2004). Jauna bioloģija jaunam gadsimtam. Mikrobioloģijas un molekulārās bioloģijas pārskati. Iegūts 12. novembrī no: ncbi.nlm.nih.gov
3. Rummel J. (2014). Karls Voiss, Diks Youngs un astrobioloģijas saknes. Iegūts 13. novembrī no: ncbi.nlm.nih.gov
4. Goldenfelds, N., Pace, N. (2013). Karls R. Voiss (1928-2012). Iegūts 13. novembrī no: science.sciencemag.org
5. Cilvēka mikrobiomu projekts, HMP. Iegūts 13. novembrī no: hmpdacc.org.
6. Diks S, Striks J. (2004). Dzīvais Visums: NASA un astrobioloģijas attīstība. Iegūts 12. novembrī no: Google Scholar
7. Kleins H. (1974). Automatizēti dzīvības noteikšanas eksperimenti Viking misijai uz Marsu. Iegūts 12. novembrī no: nlm.nih.gov