macroevolution: (anomalocaris)
macroevolution ([personal profile] macroevolution) wrote2013-10-31 02:45 pm

О холиварах, универсальных геномах и смене функций генов

В связи с увлекательным холиваром, развернувшимся во многих жэжэшечках вокруг истории с [livejournal.com profile] asena , [livejournal.com profile] pinchas и статьей Михаила Шермана
(ссылки на холивар не буду давать, всё легко ищется),
будет полезно дать ссылки на ряд недавних исследований, имеющих отношение к теме (конкретно - к гипотезе Шермана об "универсальном геноме"). Суть в том, что гены, в т.ч. регуляторы морфогенеза, довольно легко меняют свои функции в ходе эволюции - несколько лет назад это еще казалось очень удивительным и порождало экстравагантные интерпретации вроде шермановской, но сейчас уже как-то все привыкли и поняли, что это нормально и ожидаемо. Сам М. Шерман отметил это в письме (оно цитируется где-то в бесконечных тредах, составляющих упомянутый холивар) и заметил также, что, если бы он писал свою статью сегодня, то не стал бы настаивать на такой аргументации.
Эволюция создает новшества из подручного материала, поэтому вполне ожидаемо, что гены, гомологичные тем, что регулируют развитие сложных органов у сложных животных, обнаруживаются в геномах простых животных, даже не имеющих этих органов. У них эти гены, конечно, выполняют какие-то другие функции.
Ну и вот, собственно, ссылки.
1. У губок обнаружена генная сеть, которая могла бы управлять развитием глаз
2. У одноклеточных организмов есть ген, способный управлять развитием хорды
3. Hox-гены оказались более эволюционно изменчивы, чем предполагалось раньше
И, что особенно интересно, сходные признаки (даже такие сложные, как эхолокация), оказывается, вполне могут независимо формироваться у далеких родственников за счет сходных мутаций в гомологичных генах
4. Конвергентная морфология как следствие конвергенции генов  (это к вопросу о возможности параллельного формирования, например, сложных глаз у далеких друг от друга групп животных на сходной генетической основе).

И последнее: любители научных блогов, читайте журнал [livejournal.com profile] caenogenesis (автора трех из четырех процитированных выше заметок).

[identity profile] askondrashov.livejournal.com 2013-10-31 10:26 pm (UTC)(link)
Неправильно наверное. Хотя тяжкий это труд - просвещать человека, который впервые заинтересовался эволюцией, прочитав креацонистов. То-то им должно быть противно!

[identity profile] bbzhukov.livejournal.com 2013-11-01 12:11 am (UTC)(link)
- как это так, что механизмы для глаз возникли раньше самих глаз? Уж не попахивает ли тут, страшно сказать, разумным замыслом?
Да нет. Просто "механизм для глаз" возник совершенно не как механизм для глаз.
Простейший и давно известный пример: сходство родопсина сетчатки и бактериородопсина. В бактериальной клетке этот белок работает как пигмент фотосинтеза. В зрительных рецепторах многоклеточных служит своего рода фотоэлементом. Но это клетка "знает", для чего он нужен, а сам белок и там, и там делает одно и то же: захватывает квант света и преобразует его в некоторое химическое изменение. А уж во что это изменение выльется - в синтез органической молекулы или в потенциал действия по одному из волоконец зрительного нерва - не его, белка, дело. И не его гена.

Собственно, в классической сравнительной анатомии, на уровне макроструктур, это известно давным-давно, с первых десятилетий эволюционной биологии (принцип смены функций и т. д.), И никого не удивляет, что кровососущий аппарат комара, рабочий инструмент пчелы-плотника, губка-промокашка мухи и смертельный капкан жужелицы сделаны из одних и тех же исходных элементов. Или что в плавнике кистеперой рыбы можно различить те же косточки, что и в крыле птицы, ноге лошади, руке обезьяны, лапе крота и плавнике тюленя. Никому в голову не приходит предполагать существование какого-нибудь "универсального скелета", в котором содержатся все функции всех будущих эволюционных потомков. Но когда выясняется, что у птичек и у цветочков на молекулярном уровне все то же самое - начинается шум, гам, гипотеза УГ и рассуждения о разумном замысле. Как те воробьи, которые вроде бы уже совсем поняли, что пугало на огороде - не человек, уже и на плечи ему садятся, но сдвинь ему шляпу набекрень - и снова начнут от него шарахаться.

Как-то даже неловко на все это смотреть.

[identity profile] bbzhukov.livejournal.com 2013-11-01 12:13 am (UTC)(link)
можно ли внешним воздействием направленно подстегнуть изменение функции гена в необходимую сторону?
Ага, можно. Это внешнее воздействие называется "естественный отбор".

Ну или искусственный, им можно быстрее.

[identity profile] bbzhukov.livejournal.com 2013-11-01 12:25 am (UTC)(link)
Дык текст-то у меня в архиве сохранился... И я думаю, что авторша не откажется его заново опубликовать - ну разве что доработает, все-таки за эти шесть лет в этой области много чего интересного понаоткрывали.

[identity profile] bbzhukov.livejournal.com 2013-11-01 12:39 am (UTC)(link)
Да простит меня автор статьи - не удержусь и процитирую пол-абзаца:

"Ктулху спит в мертвом городе Р’льех в Тихом океане и может себе позволить никаким геномом не пользоваться. Правда, если им не пользоваться и при этом размножаться, в нем очень быстро накопятся поломки – но Ктулху и не размножается. Не вызывает сомнения и внеземное происхождение Ктулху – он один из меньших Старейших, древних и ужасных божеств, пришедших на Землю со звезд. И морфология у Ктулху подходящая – щупальца вокруг рта напоминают кишечнополостных, в остальном же теле прослеживается двусторонняя симметрия. Все по Шерману: все признаки потомков есть у предка. Конечно, неизвестно зачем ему драконьи крылья, но по сравнению с нефункциональным геномом это просто мелочь".

[identity profile] grihanm.livejournal.com 2013-11-01 02:59 am (UTC)(link)
Не знаю, читали-ли вы у меня о методе, которым (со слов друга Шермана) была эта несчастная статья опубликована. Думаю с Куниным та же история - личное знакомство.

[identity profile] bag-o-thoughts.livejournal.com 2013-11-01 03:56 am (UTC)(link)
Ну он отбирает не то чтобы в нужную сторону, а просто наиболее эффективные изенения.

[identity profile] utjkju.livejournal.com 2013-11-01 05:20 am (UTC)(link)
Вообще все можно объяснить. Просто пока что не хватает мощи вычислительной техники, чтобы проследить все мельчайшие процессы.
Вообще то, все процессы эволюции можно разложить на мельчайшие процессы, вплоть до атомных уровней (а может и еще подробней). Тогда вы увидите, что все что происходило и происходит легко описать с помощью физических законов.
Например, молекулу воды еще в прошлом веке считали очень удивительной. Но стоило рассмотреть молекулу с точки зрения физики: смещение электронных плотностей и т.д., как все стало понятно. И свойства воды тоже имеют вполне логичное объяснения.
Вы поймите, что любой ген состоит из молекул, молекулы из атомов и электронов. При взаимодействии молекул либо поглощается либо выделяется энергия. Естественно, что выделение и поглощение энергии затрагивает среду, окружающую взаимодействующие молекулы. Соответственно запускает последующие изменения.
У нас просто не хватает мощи, не хватает оборудования, не хватает методов, чтобы исследовать мельчайшие подробности изменения генов. Но это дело времени, я уверена.
Теперь наложите знание о взаимодействие молекул на ген. Наложите закон о сохранение энергии и массы. Учтите, что ген - это не изолированная система. Представляете себе масштаб происходящего при изменение в гене? И как изменение одного гена затрагивает окружающую среду? Запускает один процесс за другим, а следующий процесс запускает еще процессы?

[identity profile] macroevolution.livejournal.com 2013-11-01 05:29 am (UTC)(link)
Прекрасно сказано, спасибо

[identity profile] macroevolution.livejournal.com 2013-11-01 05:35 am (UTC)(link)
Вы у нее спросите? Как вариант, я бы тут у себя опубликовал - как-никак 5100 подписчиков, не хуже иного бумажного журнальчика.

[identity profile] macroevolution.livejournal.com 2013-11-01 06:01 am (UTC)(link)
Ничего себе история!
ext_605364: geg MOPO4 (geg_MOPO4)

[identity profile] gegmopo4.livejournal.com 2013-11-01 06:55 am (UTC)(link)
Как пить дать разойдётся по оккультным сайтам.

[identity profile] myugor.livejournal.com 2013-11-01 07:09 am (UTC)(link)
Я считаю пост [livejournal.com profile] shkrobius'а желчным, но достаточно спокойным ответом воинствующим "amateur-эволюционистам", бросившимся обливать грязью Шермана. Его последние фразы, мне кажется - вообще ответ на конкретные слова у [livejournal.com profile] avva. В любом случае, соображения Шермана не опровергаются Вашими ссылками, да и вообще все еще заслуживают некоего осмысления.

[identity profile] macroevolution.livejournal.com 2013-11-01 08:35 am (UTC)(link)
Я что-то не заметил, чтобы кто-то обливал грязью лично Шермана.
А по поводу его соображений хорошо высказались ниже в комментариях Борис Жуков (содержательно) и Алексей Кондрашов (эмоционально, но ему статус позволяет). Кроме того, Шерман сам от них фактически отказался.

[identity profile] caenogenesis.livejournal.com 2013-11-01 10:51 am (UTC)(link)
У губок, насколько я понял (могу уточнить), эти гены как-то участвуют в дифференцировке жгутиковых клеток. Фоторецепторы тоже развились на основе жгутиковых клеток (у большинства животных), просто у самих губок никаких фоторецепторов еще нет.

А вопросы вида "что это за класс функций, чем он определяется" вполне осмысленны, просто исследование этих вещей, на самом деле, только начинается. Даже сами эти вопросы в таком виде осознаны лет десять назад, вряд ли больше.

Мне вот, например, очень интересно, что делает у амебы ген, который у мыши управляет развитием хорды. А не знаю. Не изучили это еще. Хотя, скорее всего, в ближайшее время изучат.

Это все предметные вещи, которые можно обсуждать. А вот постоянно оглядываться при изложении такого материала на проблемы доказательства/опровержения эволюции - на мой взгляд, было бы принципиально неправильно.
Edited 2013-11-01 10:53 (UTC)

[identity profile] myugor.livejournal.com 2013-11-01 04:25 pm (UTC)(link)
Вы, видимо, просто не знакомы с предысторией этого поста.

[identity profile] aspidisca.livejournal.com 2013-11-01 05:57 pm (UTC)(link)
"по биофильмам"
Надо же, как русский язык с английским смешивается.

[identity profile] tolya99.livejournal.com 2013-11-01 06:00 pm (UTC)(link)
никакого смешения. biofilm. русского эквивалента просто не знаю...

[identity profile] macroevolution.livejournal.com 2013-11-01 06:01 pm (UTC)(link)
биоплёнка

[identity profile] tolya99.livejournal.com 2013-11-01 06:03 pm (UTC)(link)
ага, спасибо

[identity profile] aspidisca.livejournal.com 2013-11-01 06:12 pm (UTC)(link)
Убей меня Бог, если по-русски это не "биоплёнка".

[identity profile] aspidisca.livejournal.com 2013-11-01 06:16 pm (UTC)(link)
Я не про намеренное смешивание, а про такое вот, происходящее естественным образом.

[identity profile] bbzhukov.livejournal.com 2013-11-01 06:18 pm (UTC)(link)
Для хороших людей никаких интеллектуальных объедков не жалко.

Впрочем, вспоминая историю с "environmental friendly похоронами" в Германии - не удивлюсь.

[identity profile] bbzhukov.livejournal.com 2013-11-01 06:26 pm (UTC)(link)
Спасибо. Если захотите где-нибудь использовать - я не против.

[identity profile] bbzhukov.livejournal.com 2013-11-01 06:29 pm (UTC)(link)
Вот-вот. Когда узнаем, что этот ген/белок делает у амебы, - узнаем, откуда в эволюции многоклуточных рекрутируются морфогены.

Page 3 of 5