HETEROPTERA POLONIAE - ACTA FAUNISTICA Vol. 4

[karaczandjz]

Szanowni Państwo,

na stronie http://www.cydnidae.uni.opole.pl/showne ... =1&lang=en
dostępny jest kolejny numer Heteroptera Polniae - Acta Faunistica.

Redakcja

[Chiffchaff]

Heteroptera Polniae - Acta Faunistica.

Poprawna pisownia to oczywiście "Heteroptera Poloniae"
Gorąco zachęcam również do literatury, szczególnie do przeczytania pracy A. Wolskiego i H. Skorej o rodzaju Agnocoris w Polsce.
Praca ta zawiera oryginalny klucz do oznaczania palearktycznych gatunków z tego rodzaju, ze zdjęciami krajowych gatunków i rysunkami męskich aparatów kopulacyjnych.

[karaczandjz]

Drogi Chiffchaff'ie,
to miło, że mogę liczyć na Twoją totalną poprawność
(oczywiście gramatyczną) jak na Totalnego Przyrodnika przystało.
Zachęcam do lektury pracy z użyciem nowoczesnych
technik molekularnych i analizy cyfrowej, tym bardziej, że to jedna z pracy magisterskich
z Katedry Biosystematyki UO.

BTW jak znajdziesz literówkę to proszę popraw będę Ci wdzięczny.

[Chiffchaff]

, że to jedna z pracy magisterskich
z Katedry Biosystematyki UO.

BTW jak znajdziesz literówkę to proszę popraw będę Ci wdzięczny.

No skoro prosisz, to dopełniacz liczby mnogiej od słowa "praca" jest "prac" powinno zatem być jak mniemam:
"...jedna z prac magisterskich.."

I jeszcze tak mnie naszło, bardzo niewiele się dzieje na forum o Heteroptera w ogóle. Może jako, jak mniemam ekspert, napisałbyś parę słów komentarza o tej pracy, więcej ludzi może by po nią sięgnęło.

[Miłosz Mazur]

No to jak już dyskutujemy to i ja coś dorzucę od siebie.

Analizując elektrofalogram można znaleźć kilka ciekawych rzeczy i od razu nasuwają mi się pytania:

1) skąd tak duże różnice pomiędzy dwoma okazami jednego gatunku? G. lineataum wygląda podobnie, a już E. acuminata to jakby dwie zupełnie inne rzeczy...

2) skąd podobieństwo C. marginatus do D. baccarum, skoro dwa okazy C. marginatus różnią się bardzo między sobą?

3) dlaczego w przypadku jednych gatunków wykorzystano dwa okazy, a do innych po jednym. Czy to jakieś rzadkie gatunki i brakło materiału?

Jestem ciekawy też jak się to ma do badań morfologicznych. W pracy pisze, że jest to niezgodne z dotychczasową klasyfikacją grupy. Ciekawe jak by wyszło jakby połączyć cechy geno- z morfo-.

Będę wdzięczny za komentarz. Tym bardziej, że już jedna osoba mnie się o to pytała. Pluskwy wprawdzie to nie moja moja grupa, ale jestem po prostu ciekawy. W chrząszczach już wiele było takich prac gdzie geny wychodziły inaczej niż morfologia, jednak po głębszej analizie zwykle wychodziło na to że to genetycy coś napsuli, bo olali taksonomów i ich prace, a potem musieli się za to wstydzić. Tutaj na szczęście nie ma takiego ryzyka.

A pracę Wolskiego i Skorej polecam szczególnie, świetna i potrzebna robota dla kogoś kto łapie pluskwiaki. No i te rysunki Andrzeja...ech... muszę ćwiczyć

[karaczandjz]

Drogi Chiffchaff'ie,

na Twój ostatni post odpowiedziałem dość obszernie
ale po wciśnięciu przycisku "wyślij" gdzieś się zawieruszył.
Dziękuję serdecznie za wnikliwe przeczytanie postu i zwrócenie
uwagi na złe zastosowanie liczby mnogiej.
Co do "przezywania" mnie ekspertem to naprawdę gruba przesada.
W związku z faktem, że Miłosz zadał dość konkretne pytania pozwól, że
pod jego postem coś tam wystukam i może jak mniemam zaspokoję Twój
nieokiełzany głód wiedzy.

[karaczandjz]

Miłoszu,
te kolorowe elektroferogramy, które wnikliwie analizowałeś są dowodem, że praca została napisana w oparciu o sekwencje, które uzyskano metodami laboratoryjnymi w naszej pracowni. Jest to o tyle istotne, bo wiele różnych prac pisze się w oparciu o ogólnie dostępne sekwencje np. w GenBanku. Gdybyś miał dostęp do "surowych" wyników jakie uzyskaliśmy z sekwenatora to zobaczył byś, że kolorowe piki (każdy kolor i pik obrazuje odpowiedni nukleotyd) zapisane są też w postaci literowej, np.: AATCCCGCAAT itd. Jestem pełen podziwu,że ślęczałeś na tymi wykresami i jeszcze je analizowałeś. Szacun! To właśnie ten literowy zapis- Fasta podlega obróbce komputerowej i daje wynik w postaci drzew filogenetycznych. W rzeczywistości to one obrazują zależności między analizowanymi osobnikami. Upraszczając przyjmuje się, że różnica powyżej 5% ( to te liczby przy gałęziach) mówi nam, że mamy do czynienia z dwoma gatunkami.

Raz wykorzystano dwa okazy, a raz jeden. O tym czy nasze działania zakończyły się sukcesem dowiadujemy się dopiero na samym końcu, porównując otrzymane nasze oryginalne sekwencje z tymi już opublikowanymi. Jeżeli to porównanie wypada poza analizowaną grupę np. wyszło nam, że uzyskana sekwencja jest musza a nie "pluskwia" to taką sekwencję się odrzuca. Takie pomyłki zdarzają się dość często i o klasie laboratorium świadczy fakt, że takich wpadek jest mało- bo to kosztuje. Oczywiście czasem te wpadki wynikają nie z zaniedbań proceduralnych ale z faktu zanieczyszczenia materiału obcym DNA.

W naszym przypadku badania genetyczne poprzedzone są dokładnym oznaczeniem osobnika na podstawie cech morfologicznych. Na pewno wiesz, że do badań filogenetycznych używa się genomu mitochondrialnego, a cechy morfologiczne, które z taką lubością i wypiekami na twarzy analizujesz, są wynikiem ekspresji wielkiej liczby genów jądrowych. W innych pracach dotyczących zależności systematycznych i filogenetycznych używamy kilku genów co zwiększa prawdopodobieństwo uzyskania rzeczywistych zależności. Ideałem byłoby porównywanie całych genomów
ale na obecną chwilę jest to awykonalne. Przypomnij sobie ile trwało i jakich środków użyto do odczytania genomu człowieka. Wracając do analizy komputerowej zapisu literowego uzyskanych sekwencji. Używa się do tego celu różnych programów o rożnym stopniu zaawansowania i rozbudowanych algorytmach porównujących. Jest to o wiele bardziej skomplikowane niż proste wzrokowe porównanie, które Ty zrobiłeś.
Wybacz tak długą odpowiedź ale krócej nie umiem. Mam nadzieję, że Chiffchaff został choć w małym stopniu zaspokojony tymi informacjami.

Jeżeli jesteś zainteresowany tymi zagadnieniami to polecam Ci pozycję:
Barry G. Hall "Łatwe drzewa filogenetyczne. Poradnik użytkownika."

Oczywiście jestem otwarty na dalszą dyskusję, ale proponuję robić to oralnie bo łatwiej o przykłady i nie ma śladu w poscie, gdy przywali się jakiegoś byka .

[Chiffchaff]

Drogi Karaczanie,
nie do końca o to mnie chodziło, bardziej sobie wymarzyłem abyś okrasił zapowiadany tekst komentarzem wyników, a Ty skrobnąłeś coś o metodach. Ale dzięki Ci i za to!
Ja tam zdecydowanie wolę aby pisać tu na forum choćby i z literówkami i błędami gramatycznymi, ale pisać, niż żeby się nic nie działo w dziale Heteroptera. No ale błędu w nazwie Naszego czasopisma zdzierżyć nie mogłem, wybacz.

[Miłosz Mazur]

To wszystko jest dla mnie jasne. Tylko właśnie dziwne, że te elektrofarogramy są tak różne... no nic, już się nie czepiam

No i to założenie, że 5% to już inny gatunek... Ile to ja już razy dyskutowałem z różnymi genolubami nad tym dlaczego akurat 5%...
Każdy mówił, że to tylko takie założenie bo trzeba jakieś tam poczynić. Oczywiście zgadzam się z tym, ale dlaczego akurat 5, a nie np. 4 albo 7 ?

Chętnie poznam pracę, gdzie ktoś udowadnia dlaczego akurat ten stopień zmienności jest graniczny na poziomie gatunku.

A co jak wyjdzie, że coś się różni między sobą 4,8%, albo 5,1% ?

Czasami gatunki bardzo blisko ze sobą spokrewnione (morfologicznie, behawioralnie, ekologicznie) są od siebie bardzo odległe genetycznie, często się też zdarza sytuacja odwrotna, że dwie populacje czy gatunki kompletnie różne pod każdym względem genetycznie są identyczne...

Mieliśmy niedawno taką śmieszną sytuację. Badaliśmy populację jednego kserotermicznego bogatka na kilku stanowiskach w Polsce i za granicą. Gadzina siedzi na różnych kwiatkach w typowo kserotermicznych środowiskach (sucho i ciepło). Okazało się że jest jedna populacja z doliny Biebrzy ma w nosie kserotermy i siedzi w zimnym bagnie, gdzie bez gumowców nie ma co wchodzić, a larwy żerują w podwodnych korzeniach. Myśleliśmy, że genetycznie wyjdzie, że to coś zupełnie innego, a tu niespodzianka. Gatunek ten niczym nie różnił się od tych kserotermicznych...Mało tego, okazała się że populacyjnie też nie ma żadnych większych różnic. Ot ci zagadka

Słowem, genetyka nie wyrocznia, bo to tylko liczby. Trzeba mieć zawsze szersze spojrzenie i analizować każdą możliwą przesłankę czy to geno- czy morfo- czy eko- (mówię oczywiście z punktu widzenia taksonomii, bo przy badaniach populacyjnych, jedynie geny mają na tyle widoczną zmienność by wysnuć jakieś konkretne wnioski).

Ale to już faktycznie temat na oral przy zimnym z pianką

Dzięki za odpowiedź.

Miłosz

[karaczandjz]

Elektoroferogramy i towarzyszący im zapis Fasta to "surowizna".
Pierwszą rzeczą jaką się robi to tworzenie alingmentu - swoistego
przygotowania uzyskanej sekwencji. Tworzenie alingmentu to zadanie
komputera. Dopiero tak "wyrównane" sekwencje przez odcinanie czasem
sporych fragmentów sekwencji są poddawane analizie. Te rzucające się w Twoje oczy
różnice mogą wynikać z faktu "zaśmiecenia" Fasta fragmentami sekwencji
w ogóle nie branymi pod uwagę przez algorytmy analizujące.

Miłosz,
reszta ewentualnych zapytań rzeczywiście ustnie- bo pisanie postów to jak wiesz złodziej czasu.

[Miłosz Mazur]

Elektoroferogramy i towarzyszący im zapis Fasta to "surowizna".
Pierwszą rzeczą jaką się robi to tworzenie  alingmentu - swoistego
przygotowania uzyskanej sekwencji. Tworzenie alingmentu to zadanie
komputera. Dopiero tak "wyrównane" sekwencje przez odcinanie czasem
sporych fragmentów sekwencji są poddawane analizie. Te rzucające się w Twoje oczy
różnice mogą wynikać z faktu "zaśmiecenia" Fasta fragmentami sekwencji
w ogóle nie branymi pod uwagę przez algorytmy analizujące.

No i o to mi chodziło

Teraz wszystko jasne!

[karaczandjz]

Drogi Chiffchaff'ie,

wszystko OK.
Napisałem o tym o czym mam jako takie pojęcie.
Zwróć uwagę, że w tej pracy nie jestem współautorem.

[Dominika+Jurek Radwańscy]

Witam,

Odniosę się do tych 5%

W wielki bólach płodzę pracę, gdzie u jednego gatunku wraz z odległością geograficzną populacji w obrębie genu COI, zmienność sięga do 20 %, a w obrębie jednej populacji 7%. Można zarzucać, że tylko jeden gen ale jakże ważny dla osób zajmujących się barcodingiem. Badania są poparte wnikliwą analizą cech morfologicznych, gdzie zmienność też jest duża. Dodam, że gdybym morfologicznie badał po dwa osobniki z populacji a nie po 30, to przy pewnym zbiegu okoliczności i niewielkiej ilości populacji miałbym podstawę do opisania nowych gatunków. A tak to skubaniec strasznie polimorficzny wyszedł.

Pozdrawiam

Rudy

[karaczandjz]

Ciekawy jestem o jakim gatunku Pan pisze.

[Miłosz Mazur]

Tez jestem ciekaw i byłbym bardzo zainteresowany tą pracą

[Grzegorz Banasiak]

Czytam ten wątek z zaciekawieniem ale nie mogę oprzeć się żeby napisać kilka zdań...

Wszystkim zwolennikom rozdzielania gatunków na podstawie 5%, 6%, 10% czy ile tam jeszcze sobie wymyślicie polecam choćby jednorazowo przeprowadzenie analizy DNA gatunku partenogenetycznego (kilka osobników).

Barcoding jest obecnie bardzo modny, wręcz trendy, prace bez takich analiz uważane są za przestarzałe już w momencie druku. Jeśli w temacie grantu jest "DNA" to prawie na pewno będzie rozpatrzony pozytywnie, niezależnie od istoty tematu. Odnoszę jednak wrażenie, że trochę to przypomina używanie w fizyce pojęć czasu i światła. Wiadomo, że są ale nikt nie potrafi do końca zdefiniować co to jest i o co chodzi.

Jeśli definicja gatunku ma się opierać na 5% (?) różnic w wykresach drzew analizujących układ pasków a wychodzą również różnice rzędu 20% - to sorry ale takie podejście zupełnie mnie nie przekonuje. Być może miałoby to sens w przypadku gatunków bliźniaczych, trudnych do rozróżnienia po cechach morfologicznych, które zostały wyodrębnione na podstawie odmiennej biologii. W przypadku jednak gatunków morfologicznie wyraźnie różnych (cokolwiek to określenie oznacza) nie szukałbym dziury w całym za pomocą DNA.

Gdzieś na naszym forum czytałem (nie wiem, czy dokładnie zacytuję), że gdyby środki wydane na badania DNA przeznaczyć na standardowe badania to nauka posunęła by się do przodu znacznie dalej.
I póki co to mnie przekonuje !

[Miłosz Mazur]

Post o którym wspominasz to relacja Lecha Borowca i komentarz jego syna, który jest teraz na stypendium w Kalifornii. Amerykanie zapatrzeni w geny są strasznie i dają na to mnóstwo kasy.
Należy pamiętać, że geny to TYLKO kolejne narzędzie. Ich stosowanie bez gruntownej znajomości grupy, zoogeografii, filogenezy i ekologii to jak próba zbudowania samochodu przez cukiernika tylko na podstawie instrukcji. Jak byłem ostatnio na jednej konferencji to prezentowali tam wyniki swoich badań Turcy. Badali filogenezę jakichś gryzonie za pomocą metody RAPD-PCR. Pierwszy zarzut jaki wysunięto wobec ich wyników zastosowanie BARDZO starej i niedokładnej metody, jakiej używano 10 (!!!) lat temu... Wielokrotnie już zarzucano artykułom genetycznym, że ich aktualność i cytowalność gwałtownie spada już po kilku latach, bo są nowe metody, a tamto to już tylko historia, a wszystko trzeba i tak powtarzać nowszymi metodami. Natomiast dobre prac taksonomiczne są cytowane przez 10-lecia i mało tracą na swojej aktualności (oczywiście nie wszystkie).

A kwestia procentowych różnic w obrębie gatunku to już temat na dłuuuga dyskusję. Te standardy w ogóle nie sprawdzają się u gatunków partenogenetycznych, triploidów czy wyjątkowo zmiennych allopatrycznych populacji. O roślinach już nawet nie wspominam, tam barkody w wielu przypadkach w ogóle się nie sprawdzają.

[Grzegorz Banasiak]

Miłosz, dzięki za przypomnienie
Tego co napisałeś lepiej bym nie ujął ! Wirtualny uścisk dłoni !

[karaczandjz]

Te 5%, o których wpominałem na początku dyskusji to stara informacja, z którejś z książek o bioinformatyce z samego początku wieku. Obecnie pojawiają się prace gdzie dolna granica odsetka różnic między sekwencjami COI na podstawie, której mówimy o dwóch gatunkach jest różna dla różnych grup. Oczywiście najlepiej łączyć metodę tradycyjną- morfologiczną
i genetyczną co może dać nam jako taką gwarancję, że zbliżymy się "bliżej pawdy".
W ostatnich dwóch postach użyto pojęcia partenogeneza. Chciałem zwrócić uwagę, że gen COI użwany do barcodingu
i jego "mutacji" należy do genomu mitochondrialnego, a mitochondria dziedziczymy tylko po matkach.

[Miłosz Mazur]

Tym bardziej ciekawy jest przypadek zmienności pomiędzy partenogenetycznymi klonami matki.

[L. Borowiec]

Wspomniano właśnie moje uwagi co do wartości i ceny analiz molekularnych więc podzielę się najnowszymi informacjami. Znowu jest to efektem dyskusji z moim synem Markiem, który pracuje w pracowni badań molekularnych mrówek na Uniwersytecie w Davis, Kalifornia. Otóż poinformował mnie, że właśnie zarzucono tam barkodowanie mrówek gdyż zauważono, że COI jes szczególnie podatny na infekcje przez Wolbachia i wiele zmian w jego sekwencji nie jest wywołane samą różnicą wynikającą z filogenezy, lecz jest artefaktami wynikłymi z poziomego przepływu DNA pod wpływem mikroorganizów. Ponieważ stosowane metody analityczne i programy badające ewentualny poziom błędu analizy nie są w stanie w tej chwili oszacować poziomu tych różnic uznano, że szkoda wyrzucać pieniądze na barkody gdyby się miało okazać, że to wszystko nadaje się do kosza. Mam trochę satysfakcji bo przewidywałem, że taka groźba istnieje. Zwracałem też uwagę, że COI u owadów roślinożernych (a więc i Heteroptera) może dawać błędne wyniki gdyż te enzymy są ważną częścią procesów fizjologicznych prowadzących do tworzenia przez owady enzymów obronnych przed toksynami obronnymi roślin. Jeżeli więc istnieje wysoki poziom przepływu fragmentów DNA z mitochondriów do jądra i z powrotem, to część różnic w sekwencjach będzie efektem koewolucji systemów obronnych, a nie samej ewolucji owadów. Powstaną więc parallelizmy na poziomie molekularnym, trudne do wykrycia nawet tymi subtelnymi metodami szacowania błędów jakie się w tej chwili w drzewach molekularnych stosuje. Nie znam się na Heteroptera i nie wiem jaka jest baza pokarmowa tych grup, które były badane w dyskutowanej pracy. Ale zachęcam prowadzących badania, aby sprawdzili czy nie ma tam przypadkiem zbieżności na poziomie toksyn obronnych roślin i tym samym podobnej presji na ewolucję DNA. Trudno też w takim przypadku przyjąć, że te 5% to tylko efekt losowej zmienności w ewolucji bo wszystko wskazuje na to, że część tych sekwencji podlega jednak selekcji i wpływom mikropasożytów. Zawsze w takich przypadkach zadaję to samo pytanie: jaki procent różnicy w DNA jest potrzebny aby jakieś organizmy były bardzo do siebie podobne i jak wiele genów pracuje na cały habitus? Myślę, że na pewno więcej niż 5% (chyba dużo więcej). Jeżeli analizy molekularne wyrzucają więc na drzewach bardzo podobne organizmy w różne miejsca, a bardzo się różniące stawiają obok siebie to włącza mi się czerwona lampka (choć nie wykluczam złośliwych homoplazji, w grupie którą się zajmuję jest ich wyjątkowo dużo, ale tym bardziej jestem zdystansowany to wyników analiz molekularnych, zwłaszcza na pojedynczych markerach).

[karaczandjz]

Przedstawił Pan bardzo interesujące informacje i to tym cenniejsze bo z pierwszej ręki.
Jak ostanio wspomniałem te 5% rożnic w sekwencjach COI ma już znaczenie historyczne.
Badania filogenezy molekularnej wykonujemy w oparciu o analizy kilku genów.
Praca, która jest niejako podstawą obecnej dyskusji stanowi przyczynek do porównania
"obu" barcodingów, a uzyskane wyniki raczej nie nadają się do budowy uogólnień.

[Miłosz Mazur]

... zarzucono tam barkodowanie mrówek gdyż zauważono, że COI jes szczególnie podatny na infekcje przez Wolbachia i wiele zmian w jego sekwencji nie jest wywołane samą różnicą wynikającą z filogenezy, lecz jest artefaktami wynikłymi z poziomego przepływu DNA pod wpływem mikroorganizów. Ponieważ stosowane metody analityczne i programy badające ewentualny poziom błędu analizy nie są w stanie w tej chwili oszacować poziomu tych różnic uznano, że szkoda wyrzucać pieniądze na barkody gdyby się miało okazać, że to wszystko nadaje się do kosza.

Byłby z tego super artykuł

Byłbym bardzo zainteresowany jeżeli taki się ukaże

[Piotr M.]

http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC2493573/
Opis takiego przypadku u Diptera.

[L. Borowiec]

No właśnie, pewnie niedługo się doczekamy serii prac opisujących takie trudności. W klasyfikacjach molekularnych czy cytologicznych co jakiś czas mamy mocno nagłaśniane mody na metody, które mają rozwiązać wszystkie problemy, a później stopniowo okazuje się, że ich zastosowanie ma wiele ograniczeń. Pamiętam, jak w latach 70-ych ubiegłego wieku modne stało się badanie kariotypów. Też uważano, że to zastąpi oznaczanie tradycyjnymi metodami morfologicznymi i że w ogóle och i ach. A potem wszystko zaczęło się rozłazić, bo natura okazała się bogatsza w rozwiązania niż przypuszczano i dziś te metody kariologiczne stosuje się w ograniczony sposób, tylko w niektórych grupach i raczej do innych celów (np. do badania polimorfizmu geograficznego u Orthoptera itp.). Na pewno badania barkodów, robione z rozpędu i mody jeszcze przez pewien czas będą popularne bo dają szansę na publikacje w dobrze impaktowanych czasopismach, ale pewnie z czasem staną się jedną z wielu metod testujących poziom gatunkowy i w jednych grupach dadzą lepsze wyniki w innych gorsze.