macroevolution (![[personal profile]](https://www.dreamwidth.org/img/silk/identity/user.png)
macroevolution) wrote2013-10-31 02:45 pm
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]](https://www.dreamwidth.org/img/external/lj-userinfo.gif)
asena , 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 журналcaenogenesis (автора трех из четырех процитированных выше заметок).
asena , 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
caenogenesis (автора трех из четырех процитированных выше заметок).
no subject
На самом деле здесь гораздо больше вопросов, чем ответов. Например - каким это таким образом "эволюция создает новшества из подручного материала"? Другими словами, как это так получается, что один и тот же ген (т.е. один и тот же белок) участвует в совершенно разных видах деятельности? Или "вполне ожидаемо, что гены [такие вот сложные] , обнаруживаются в геномах простых животных, даже не имеющих этих органов" - как это так? Получается, что из одних и тех же генов можно разнообразное построить? Как это так получается, что из тех же генов у одних видов строится одно, а у других - другое? Причем тут тогда вообще гены?
Или вот, цитата из статьи про губки - "исследование показало, что эти гены губки даже взаимодействуют между собой так же, как если бы они участвовали в развитии глаза какого-то более сложного животного. Это означает, что генные механизмы, обеспечивающие у животных развитие глаз, эволюционно возникли намного раньше, чем сами глаза." - как это так, что механизмы для глаз возникли раньше самих глаз? Уж не попахивает ли тут, страшно сказать, разумным замыслом? А если этот механизм возник для чего-то другого, то получается, что существует целый класс разных(!) органов(?), функций(?), свойств(?), для которых годится один и тот же механизм. Что это за класс? Чем он определяется? Можно ли предсказать, для каких ещё(!) органов годится этот механизм? Почему он (в данном случае) годится для глаз, а не для ушей?
И т.д. Мне кажется, имеется такая тенденция давать на подобные вопросы ответы в стиле "Ну вот так оно получилось - это не удивительно". И такой ответ - на самом деле не ответ, ибо крайне похож на аргументацию креационизма, у которого на всё один ответ "Ну вот так оно создано - это непостижимо".
no subject
действительно, есть вещи, которые в двух словах - и даже в двух заметках - не объяснишь. И в любом случае, объясняя одно, ставишь кучу новых вопросов. Скажем, вопрос "как это так получается, что один и тот же ген (т.е. один и тот же белок) участвует в совершенно разных видах деятельности?" требует для ответа приведения еще, скажем, трех-четырех ссылок на заметки с Элементов :)
no subject
А дальше... К сожалению, я не являюсь профессиональным биологом, хотя и весьма интересуюсь эволюционной биологией и всей этой областью. На всякий случай уточню, что как и Асена, тотальный атеист, иногда воинствующий :) Тем не менее, стараюсь понимать, где на самом деле у теории эволюции наличествуют проблемы, и какие. Так что теории у меня если и есть, то профдеформированные в сторону программирования (если можно проводить аналогии между генетическим и программным кодом.
Так что пока интересно послушать, как предлагается решать те проблемы, которые проблемы.
no subject
С генами-регуляторами морфогенеза штука такая, если в двух словах. Это регуляторы активности других генов. Они включают и выключают другие гены. У каждого регулятора - свой набор подконтрольных генов. Чисто технически им как бы все равно, какие гены включать (и от каких регуляторов высшего уровня самим зависеть). Ну вот, скажем, был автоматический выключатель, который при наступлении темноты включал 10 желтых фонарей. А потом произошла "мутация" и один из фонарей заменили на зеленый. Или вообще на звонок. А старый переключатель его по-прежнему включает, проводка осталась старая. И мы удивляемся: как же это, у древних людей уже был выключатель для зеленого фонаря, хотя самого зеленого фонаря еще в помине не было! Не иначе, они умели предсказывать будущее (или их действия направлял Бог!)
См.: http://elementy.ru/news/431662
no subject
Так же, как, например, вся машинерия, реализующая TCP протокол, участвует в отображении вот этого предложения на экране и в занесении какой-нибудь записи в какую-нибудь удалённую базу данных.
no subject
no subject
Есть вот такая отличная книжка на эту тему, кстати: http://www.amazon.com/Introduction-Systems-Biology-Mathematical-Computational/dp/1584886420/ref=cm_cr_pr_product_top
no subject
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 цветочковна 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.
no subject
no subject
no subject
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?
no subject
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.
no subject