Проповеди об эволюции: об эволюции в колбе, "уме" эволюции и жирных следах отбора в геноме
Несмотря на то, что ваш покорный слуга не отличается богатырским здоровьем и не смог сегодня лично присутствовать на еженедельной эволюционной проповеди Маркова, традиция обзоров лекций оказалась не нарушена. Чукча хитрый - чукча научился пользоваться трансляциями и умеет делать скриншоты!
Это вот следующие две лекции вряд ли я смогу осветить - практика-лес-маршруты-латынь-чай в термосе-Интернета-скорее-всего-нет...а в дальнейшем - как всегда, постараюсь присутствовать живьём :-)))
Одомашнивание кого- или чего-либо - это сам по себе эволюционный эксперимент. Человек поставил его сравнительно недавно и вывел некоторое количество видов. А вот термиты работали со своими грибами 30 миллионов лет и вывели целый род (!).
Что мог бы вывести человек за 30 миллионов лет? Да много чего - думаю, и семейство мог бы соорудить! Если бы смог просуществовать такое количество лет. А вот в этом уверенности нет...пардон за рифму :-)))
Эксперимент Беляева с совхозной лисой, как я [наивно] полагаю, в общих чертах знает каждый прохожий. Дружелюбные лисы - хвостик колечком - висячие уши - лают...увеличилась изменчивость по окраске - это всё понятно. Но вот о чём вряд ли кто задумывался - так это то, что по сути, произошла та самая дестабилизация развития - ибо отбор шёл на нетипичный для хищника - дружелюбие - признак. Именно поэтому стало наблюдаться повышение изменчивости. Когда стали проводить опыт с норками - если шли в том же направлении - отбирали на дружелюбие - то наблюдалась такая же картина. А вот если отбирали на агрессивность - изменчивость не повысилась. Но - что особливо любопытно - у норок произошла меланизация! Короче говоря, вывели злых чёрных норок. Вот тут - небольшая заметка об эксперименте с норками (прошу прощения, что журналюгский источник - тут просто картинки лучше всего.
При чём тут собор святого Марка? Лирическое отступление о радикальном адаптационизме и его опровержении. Здесь речь конкретно о пазухах свода - таких треугольных штукенциях под куполом. Это - по сути, побочная вещь при строительстве - нельзя же дырки оставлять. Но талантливый художник, расписывая эти пазухи, может создать впечатление, что только для того их и строили, чтобы получилось красиво, чтобы вписывалось в остальную роспись...а на самом деле нет.
Вот так и в биологии. Если вы видите перед собой одну птицу, у которой на одном пере на спине написано зелёным цветом слово из трёх букв , а у другой - слово из пяти букв, не думайте, будто эти буквы обязательно несут какую-то пользу своему обладателю, и притом птице с тремя буквами на пере некошерно - невыгодно с эволюционной точки зрения - иметь четыре или пять букв. Ещё как кошерно! Не всякий признак адаптивен! Ну получилось так, и всё тут!
Кстати. Под словом из трёх букв я имела в виду "мир", а под словом из пяти - "наука". А о чём подумали вы?
Не факт, что группа, обставляющая всех здесь и сейчас, останется процветающей и в будущем. Вполне вероятно, что такая группа окажется в тупике - той же самой ловушке локального оптимума, в конце концов! - и проиграет группе, просто более разносторонней, сбалансированной по каким-то признакам и умеющей лучше эволюционировать.
Знаменитый эксперимент Ленски с кишечной палочкой не перестаёт удивлять. Ну ладно бы то, что у бактерий не прекращается повышение приспособленности - а связано это, по-видимому, с тем, что у бактерий высока роль эпистаза (очень важен правильный порядок возникновения полезных мутаций) и медленно фиксируются слабополезные мутации. Но то, что они организовали своеобразные сообщества - этакие махонькие, в колбу величиной, экосистемки, где каждая форма бактерий приспособилась к другой и мирно сосуществует - вот это вообще полный финиш! А вы (и Ленски с коллегами) думали - эволюция будет идти просто. Чего там - одинаковые бактерии в одинаковых условиях, у кого полезное что-то появилось - всех вытеснит...а вот оно как - получается дружное сообщество! Видимо, в начале жизни на Земле то же происходило примерно. Кстати, обо всём подробнее тут.
Глас вопиющего в пустыне. Ну уж если не то что неразумные - даже не обладающие хоть какой-то нервной системой суперэгоистичные по природе своей бактерии умеют организовывать дружные сообщества - так чего человеки с большим мозгом не могут прекратить свои глупые конфликты и сосуществовать нормально? Я не говорю - всех любить (это невозможно и необязательно), но хотя бы не мешать друг другу? И всей своей колбе, пардон, планете? Ох уж эти обезьяны.
Лирическое отступление о цихлидках. Не едины же бактерии умеют идти параллельно в эволюционном смысле!
Во славу полового размножения и дрейфа генов, конечно. У бактерий не так-то много путей повышения приспособленности - тут тебе и уже упомянутый сильный эпистаз, и тот факт, что аллели путешествуют тесными компаниями, и полезные мутации хороши только в определённом контексте...а вот у эукариот аллели часто меняют окружение и могут в какой-то мере приносить пользу независимо. Ну и куда без родимого дрейфа - без большего количества путей по ландшафту приспособленности!
Ещё о бактериальных сообществах. Со временем бактерии разных видов начинают извлекать пользу от присутствия в сообществе других видов, и в итоге ничто не пропадает даром.
Минутка отсебятины. Безотходное производство - хммм? Что-нибудь в этом духе, а?
Жирный след, оставленный отбором (ну пусть даже и искусственным!) в собачьем, а конкретно - в таксучьем...таксовом...таксином...короче, геноме таксы. Поскольку отбирали самых коротколапых, из поколения в поколение уменьшался полиморфизм - проще говоря, вариабельность - гена, влияющего на длину лап (не только, но в том числе). И в итоге - у всех такс закрепился такой мутантный вариант гена. Более того - из-за генетического автостопа закрепились нейтральные мутации по соседству. Просто они оказались рядом в хромосоме и унаследовались.
Вот ещё жирный след отбора. Ген FOXP2, отвечающий за регуляцию кучи всего (подробнее тут и тут) - суперконсервативен у млекопитающих. Значимых различий в его последовательности больше всего у человека - аж целых две. Ka/Ks - соотношение несинонимичных (значимых, приводящих к замене аминокислоты в белке) замен к синонимичным (помните, генетический код избыточен, одну аминокислоту можно кодировать порой несколькими триплетами) - высокое, больше единицы. Значит, на это дело шёл положительный отбор. Поскольку ген связан с речью, в принципе, понятно, как шёл этот положительный отбор. Ну разве приятно размножаться с тем, кто ничего толком сказать не может, а только мычит? Наверно, нет...
Вопрос на засыпку :-))) Если я никакой важной мелкой детали не упускаю, думается мне, что последний график просто должен опуститься по сравнению с первым. Ведь в бесполой популяции (да ещё и без всякого переноса генов!) гены перемещаются из поколения в поколение пачками, со всем своим окружением, целым геномом - рекомбинации-то нет. Грубо говоря, у бесполых не выйдет выделить эту самую полезную мутацию. И, по идее, полиморфизм всего этого геномного хозяйства должен снизиться, ибо геномы с полезной мутацией просто вытеснят другие - без неё. Если я не упускаю какой-нибудь важной мелкой детали.
Хотите больше? Бегом в "Архэ" в среду вечером! Ну или хотя бы смотрите трансляции, как ваш сопливый покорный слуга :-)))
Это вот следующие две лекции вряд ли я смогу осветить - практика-лес-маршруты-латынь-чай в термосе-Интернета-скорее-всего-нет...а в дальнейшем - как всегда, постараюсь присутствовать живьём :-)))
Одомашнивание кого- или чего-либо - это сам по себе эволюционный эксперимент. Человек поставил его сравнительно недавно и вывел некоторое количество видов. А вот термиты работали со своими грибами 30 миллионов лет и вывели целый род (!).
Что мог бы вывести человек за 30 миллионов лет? Да много чего - думаю, и семейство мог бы соорудить! Если бы смог просуществовать такое количество лет. А вот в этом уверенности нет...пардон за рифму :-)))
Эксперимент Беляева с совхозной лисой, как я [наивно] полагаю, в общих чертах знает каждый прохожий. Дружелюбные лисы - хвостик колечком - висячие уши - лают...увеличилась изменчивость по окраске - это всё понятно. Но вот о чём вряд ли кто задумывался - так это то, что по сути, произошла та самая дестабилизация развития - ибо отбор шёл на нетипичный для хищника - дружелюбие - признак. Именно поэтому стало наблюдаться повышение изменчивости. Когда стали проводить опыт с норками - если шли в том же направлении - отбирали на дружелюбие - то наблюдалась такая же картина. А вот если отбирали на агрессивность - изменчивость не повысилась. Но - что особливо любопытно - у норок произошла меланизация! Короче говоря, вывели злых чёрных норок. Вот тут - небольшая заметка об эксперименте с норками (прошу прощения, что журналюгский источник - тут просто картинки лучше всего.
При чём тут собор святого Марка? Лирическое отступление о радикальном адаптационизме и его опровержении. Здесь речь конкретно о пазухах свода - таких треугольных штукенциях под куполом. Это - по сути, побочная вещь при строительстве - нельзя же дырки оставлять. Но талантливый художник, расписывая эти пазухи, может создать впечатление, что только для того их и строили, чтобы получилось красиво, чтобы вписывалось в остальную роспись...а на самом деле нет.
Вот так и в биологии. Если вы видите перед собой одну птицу, у которой на одном пере на спине написано зелёным цветом слово из трёх букв , а у другой - слово из пяти букв, не думайте, будто эти буквы обязательно несут какую-то пользу своему обладателю, и притом птице с тремя буквами на пере некошерно - невыгодно с эволюционной точки зрения - иметь четыре или пять букв. Ещё как кошерно! Не всякий признак адаптивен! Ну получилось так, и всё тут!
Кстати. Под словом из трёх букв я имела в виду "мир", а под словом из пяти - "наука". А о чём подумали вы?
Не факт, что группа, обставляющая всех здесь и сейчас, останется процветающей и в будущем. Вполне вероятно, что такая группа окажется в тупике - той же самой ловушке локального оптимума, в конце концов! - и проиграет группе, просто более разносторонней, сбалансированной по каким-то признакам и умеющей лучше эволюционировать.
Знаменитый эксперимент Ленски с кишечной палочкой не перестаёт удивлять. Ну ладно бы то, что у бактерий не прекращается повышение приспособленности - а связано это, по-видимому, с тем, что у бактерий высока роль эпистаза (очень важен правильный порядок возникновения полезных мутаций) и медленно фиксируются слабополезные мутации. Но то, что они организовали своеобразные сообщества - этакие махонькие, в колбу величиной, экосистемки, где каждая форма бактерий приспособилась к другой и мирно сосуществует - вот это вообще полный финиш! А вы (и Ленски с коллегами) думали - эволюция будет идти просто. Чего там - одинаковые бактерии в одинаковых условиях, у кого полезное что-то появилось - всех вытеснит...а вот оно как - получается дружное сообщество! Видимо, в начале жизни на Земле то же происходило примерно. Кстати, обо всём подробнее тут.
Глас вопиющего в пустыне. Ну уж если не то что неразумные - даже не обладающие хоть какой-то нервной системой суперэгоистичные по природе своей бактерии умеют организовывать дружные сообщества - так чего человеки с большим мозгом не могут прекратить свои глупые конфликты и сосуществовать нормально? Я не говорю - всех любить (это невозможно и необязательно), но хотя бы не мешать друг другу? И всей своей колбе, пардон, планете? Ох уж эти обезьяны.
Лирическое отступление о цихлидках. Не едины же бактерии умеют идти параллельно в эволюционном смысле!
Во славу полового размножения и дрейфа генов, конечно. У бактерий не так-то много путей повышения приспособленности - тут тебе и уже упомянутый сильный эпистаз, и тот факт, что аллели путешествуют тесными компаниями, и полезные мутации хороши только в определённом контексте...а вот у эукариот аллели часто меняют окружение и могут в какой-то мере приносить пользу независимо. Ну и куда без родимого дрейфа - без большего количества путей по ландшафту приспособленности!
Ещё о бактериальных сообществах. Со временем бактерии разных видов начинают извлекать пользу от присутствия в сообществе других видов, и в итоге ничто не пропадает даром.
Минутка отсебятины. Безотходное производство - хммм? Что-нибудь в этом духе, а?
Жирный след, оставленный отбором (ну пусть даже и искусственным!) в собачьем, а конкретно - в таксучьем...таксовом...таксином...короче, геноме таксы. Поскольку отбирали самых коротколапых, из поколения в поколение уменьшался полиморфизм - проще говоря, вариабельность - гена, влияющего на длину лап (не только, но в том числе). И в итоге - у всех такс закрепился такой мутантный вариант гена. Более того - из-за генетического автостопа закрепились нейтральные мутации по соседству. Просто они оказались рядом в хромосоме и унаследовались.
Вот ещё жирный след отбора. Ген FOXP2, отвечающий за регуляцию кучи всего (подробнее тут и тут) - суперконсервативен у млекопитающих. Значимых различий в его последовательности больше всего у человека - аж целых две. Ka/Ks - соотношение несинонимичных (значимых, приводящих к замене аминокислоты в белке) замен к синонимичным (помните, генетический код избыточен, одну аминокислоту можно кодировать порой несколькими триплетами) - высокое, больше единицы. Значит, на это дело шёл положительный отбор. Поскольку ген связан с речью, в принципе, понятно, как шёл этот положительный отбор. Ну разве приятно размножаться с тем, кто ничего толком сказать не может, а только мычит? Наверно, нет...
Вопрос на засыпку :-))) Если я никакой важной мелкой детали не упускаю, думается мне, что последний график просто должен опуститься по сравнению с первым. Ведь в бесполой популяции (да ещё и без всякого переноса генов!) гены перемещаются из поколения в поколение пачками, со всем своим окружением, целым геномом - рекомбинации-то нет. Грубо говоря, у бесполых не выйдет выделить эту самую полезную мутацию. И, по идее, полиморфизм всего этого геномного хозяйства должен снизиться, ибо геномы с полезной мутацией просто вытеснят другие - без неё. Если я не упускаю какой-нибудь важной мелкой детали.
Хотите больше? Бегом в "Архэ" в среду вечером! Ну или хотя бы смотрите трансляции, как ваш сопливый покорный слуга :-)))