Роль генетического дрейфа и нейтральных мутаций
Если уж говорим о "клеймении мракобесов", то один из самых ярких тому примеров - это блог Pharyngula, в котором профессор-биолог в девяти из десяти постов клеймит разных мракобесов, как правило противников теории эволюции. Это очень популярный блог и можно сказать, что его автор сделал себе имя как один из самых активных защитников теории эволюции в интернетах. И что же мы имеем в результате? Профессор в одном из своих постов указывает на то, что школьные стандарты обучения биологии призывают учить детей тому, что "эволюция происходит преимущественно благодаря естественному отбору", а это не так. В комментах начинается вакханалия, в которой даже регулярные читатели его блога не понимают, в чем именно заключается ошибка. Прекрасная иллюстрация того, что с клеймением человек перебарщивает, и что больше пользы было бы от объяснений.
Тем более, что он объяснять умеет очень хорошо, как это видно из следующего поста (ради подобных постов я и продолжаю держать его во френдленте). Он там приводит хорошую картинку, которую я утащу сюда и вкратце перескажу содержание, потому как возможно кому-то и здесь будет интересно.
На этой картинке схематично показано развитие эволюционной теории. На самом верху - то, как представлял себе эволюцию начиная с Дарвина и кончая где-то 70-мы годами прошлого века. Считалось, что мутации могут быть либо вредными либо полезными. Вредные мутации (темно синий цвет, их большинство) отсеиваются отбором, а полезные мутации (зеленые) распространяются в популяции. В конце 60-х годов были сделаны работы, на основании которых было предложено, что очень большая часть мутаций никак не влияют на приспособленность организма, т.е. являются нейтральными (коричневый цвет). Где-то в 70-х эта теория была немного поправлена - многие мутации влияют на фитнесс, но их эффект (положительный или отрицательный) настолько мал, что на практике их можно считать нейтральными (светло-голубой цвет).
Вы можете сказать: "Ну подумаешь, нейтральные мутации. Нам от них ни холодно ни жарко. В чем тут принципиальная разница? Отбор все равно важнее." Важны они по следующим причинам.
Во-первых, следует понимать, что появившаяся в одном организме нейтральная мутация может исчезнуть в следующем поколении, а может и наоборот стать более распространенной, просто благодаря случаю. Со временем эти случайные флуктуации приводят к тому, что некоторые нейтральные мутации распространяются на 100% популяции. (Кстати, это происходит постоянно во всех видах и служит базой для принципа "молекулярных часов", которые используются для того, чтобы оценить насколько давно в истории разделились две группы организмов.) Этот факт означает, что виды постоянно меняются. Как бы хорошо ни был вид приспособлен к своей окружающей среде, он все равно будет продолжать эволюционировать и изменяться через фиксирование нейтральных мутаций. Поскольку этот процесс идет постоянно, а положительный естественный отбор происходит только когда условия среды меняются, то исторически большая часть эволюционных изменений вызывается именно нейтральными мутациями.
Во-вторых, из существования "почти нейтральных мутаций" следует, что вид никогда не может быть идеально приспособлен к своей окружающей среде. Всегда будут существовать положительные мутации, эффект которых слишком мал для того, чтобы они поддерживались отбором и всегда будут негативные мутации, эффект которых слишком мал, чтобы отбор их отсеивал.
В-третьих, и этот важный момент тоже далеко не всегда объясняют при начальном изучении ТЭ, существование и распространение нейтральных мутаций означает, что в популяциях всегда (за исключением очень маленьких популяций с высоким инбридингом) существует генетическое разнообразие. Если условия существования вида стабильны, то это разнообразие нейтрально, но если условия меняются, то именно существующее разнообразие вида служит материалом для естественного отбора. Варианты, которые ранее были нейтральными или почти нейтральными, в новых условиях могут стать положительными и отрицательными. Очень часто порядок этих событий описывается неправильно: "условия меняются>возникают мутации>идет отбор".
P.S: У pharyngula, кстати, там есть еще интересная таблица от eugene_koonin, в которой перечислены и другие аспекты в которых современная теория эволюции отличается от "дарвиновской". Советую посмотреть.
Тем более, что он объяснять умеет очень хорошо, как это видно из следующего поста (ради подобных постов я и продолжаю держать его во френдленте). Он там приводит хорошую картинку, которую я утащу сюда и вкратце перескажу содержание, потому как возможно кому-то и здесь будет интересно.
На этой картинке схематично показано развитие эволюционной теории. На самом верху - то, как представлял себе эволюцию начиная с Дарвина и кончая где-то 70-мы годами прошлого века. Считалось, что мутации могут быть либо вредными либо полезными. Вредные мутации (темно синий цвет, их большинство) отсеиваются отбором, а полезные мутации (зеленые) распространяются в популяции. В конце 60-х годов были сделаны работы, на основании которых было предложено, что очень большая часть мутаций никак не влияют на приспособленность организма, т.е. являются нейтральными (коричневый цвет). Где-то в 70-х эта теория была немного поправлена - многие мутации влияют на фитнесс, но их эффект (положительный или отрицательный) настолько мал, что на практике их можно считать нейтральными (светло-голубой цвет).
Вы можете сказать: "Ну подумаешь, нейтральные мутации. Нам от них ни холодно ни жарко. В чем тут принципиальная разница? Отбор все равно важнее." Важны они по следующим причинам.
Во-первых, следует понимать, что появившаяся в одном организме нейтральная мутация может исчезнуть в следующем поколении, а может и наоборот стать более распространенной, просто благодаря случаю. Со временем эти случайные флуктуации приводят к тому, что некоторые нейтральные мутации распространяются на 100% популяции. (Кстати, это происходит постоянно во всех видах и служит базой для принципа "молекулярных часов", которые используются для того, чтобы оценить насколько давно в истории разделились две группы организмов.) Этот факт означает, что виды постоянно меняются. Как бы хорошо ни был вид приспособлен к своей окружающей среде, он все равно будет продолжать эволюционировать и изменяться через фиксирование нейтральных мутаций. Поскольку этот процесс идет постоянно, а положительный естественный отбор происходит только когда условия среды меняются, то исторически большая часть эволюционных изменений вызывается именно нейтральными мутациями.
Во-вторых, из существования "почти нейтральных мутаций" следует, что вид никогда не может быть идеально приспособлен к своей окружающей среде. Всегда будут существовать положительные мутации, эффект которых слишком мал для того, чтобы они поддерживались отбором и всегда будут негативные мутации, эффект которых слишком мал, чтобы отбор их отсеивал.
В-третьих, и этот важный момент тоже далеко не всегда объясняют при начальном изучении ТЭ, существование и распространение нейтральных мутаций означает, что в популяциях всегда (за исключением очень маленьких популяций с высоким инбридингом) существует генетическое разнообразие. Если условия существования вида стабильны, то это разнообразие нейтрально, но если условия меняются, то именно существующее разнообразие вида служит материалом для естественного отбора. Варианты, которые ранее были нейтральными или почти нейтральными, в новых условиях могут стать положительными и отрицательными. Очень часто порядок этих событий описывается неправильно: "условия меняются>возникают мутации>идет отбор".
P.S: У pharyngula, кстати, там есть еще интересная таблица от eugene_koonin, в которой перечислены и другие аспекты в которых современная теория эволюции отличается от "дарвиновской". Советую посмотреть.