macroevolution | Продолжение дискуссии об "эпигенетической ТЭ"

Продолжение дискуссии об "эпигенетической ТЭ"

Дискуссия вокруг статьи Дмитрия Шабанова об ЭТЭ в прошлый раз получилась на редкость бурной: 385 комментариев!
Желающие могут продолжить. Некоторое время назад я получил от Дмитрия письмо:

Обсуждение моей прошлой колонки в Вашем ЖЖ подтолкнуло меня написать что-то вроде "ЭТЭ для занятых". На моем сайте это лежит тут http://batrachos.com/Основы_ЭТЭ , на сайте Компьютерры - тут http://www.computerra.ru/?p=89395 . Это относительно небольшое и относительно законченное объяснение. Есть ряд тем, которые не влезли - и обсуждение тех фактических данных, которые есть, и обсуждение того, почему их мало. К сожалению, не дошло и до нормального разговора о разнообразии признаков (в ответ на Вашу критику). Но, по крайней мере, на вопрос, чем это отличается от идей Лысенко, ответ дан (...) Я постараюсь ответить на вопросы к этому тексту и по возможности ответить на обращенную против этих идей критику. К сожалению, среди комментариев на имеющейся странице многие пишут не о том, о чем я писал, а о своих фантазиях.

Кроме того, появилось открытое письмо Анатолия Протопопова: http://protopop.hotbox.ru/epigen.html

(сам я еще, виноват, не успел ознакомиться с этими материалами)

Flat | Top-Level Comments Only

P.S. Ну, в общем, хотелось бы увидеть статистический анализ явлений с вот этой картинки

morphose

То есть, когда при одном и том же геноме, под воздействием одних лишь изменений среды, задействуется какая-то совершенно другая и притом осмысленная онтогенетическая траектория.

Мне непонятно, что такое "статистический анализ явлений с картинки".
Думаю, что тут вообще речь идет не о статистике. Рихард Гольдшмидт показал, что эффекты многих (вероятно - всех) мутаций можно вызвать специфичными внешшними воздействиями. С тех пор этот вывод неоднократно подтверждался.

Эффекты многих (вероятно - всех) мутаций можно вызвать специфичными внешними воздействиями.
Ну и что ?
Разве они наследуются в отсутствии внешних воздействий ?
Маруся может выкрасить волосы и стать блондинкой. Может быть это даже поможет ей привлечь внимание мужского пола. Ну и что ? Это же не эволюция... А вот если у нее в результате мутации родится дочь-блондинка...

Внешним воздействием можно отрезать мышке хвост. Наверно, может существовать и мутация "бесхвостости".
Только связи никакой нет.

Допустим, внешние условия благоприятствуют как-то бесхвостым мышам.
Есть некая мышь А, которой кошка откусила хвост. И есть мышь Б, родившаяся бесхвостой по генетическим причинам. Обе они - проживут (вероятно) - дольше своих собратьев. Но потомки Б будут бесхвосты и выживут. В перспективе - вытеснят хвостатых. А потомки А - обыкновенные мыши, на эволюцию никак не повлияют.
Вы согласны ?

Тут речь идёт, как я понял, о таких явлениях, как соответствие между загорелыми белыми людьми и неграми.

У негров генетически активирован тот же самый механизм, который у белых активизируется при помощи солнечного света.

Если рассмотреть гипотетическую ситуацию, в которой негры произошли бы от белых, то можно сказать, что белые сперва постоянно загорали, то есть, траектория онтогенетического развития в сторону тёмной кожи активизировалась солнцем, а потом тот же самый механизм закрепился благодаря небольшой мутации.

То есть, речь в эпигенетической теории как бы идёт о том, что сам механизм загорания не выковывался мутациями, а просто ими включился, тогда как его содержимое хранилось заранее в эпигенетике.

Ну, большая мутация или маленькая, но РОЖДАТЬСЯ черными они стали в результате мутации и отбора, а не воздействия солнца.
Не понимаю, при чем тут "способность к загару".
А если бы ее не было, то что ?

Кстати более вероятно, что белые произошли от негров.
То есть - произошла мутационная поломка механизма выработки черного пигмента, она оказалась выгодной и закрепилась отбором. А скорее - возможность ВЫКЛЮЧЕНИЯ этого гена. Может он заметилировался ?

Механизма "побеления негра без солнца", аналогичного "механизму загара", - не существует.

> но РОЖДАТЬСЯ черными они стали в результате мутации и отбора, а не воздействия солнца.

Да, но, условно-говоря, если бы действовала только генетика, то у них была бы возможность рождаться (А) с панцирем, (Б) переехать жить по воду и так далее. Механизм обычной генетики не объясняет, почему получился именно пигмент.

Ответ Шабанова: это было закондировано в эпигенетике, в том ландшафте возможных онтогенезов. Дорожка к чёрной коже там была, а дорожки к человеку с панцирем -- не было. Поэтому, появились негры, а не человеко-пахи.

> Кстати более вероятно, что белые произошли от негров.

Ну неважно, я просто для иллюстрации.

> Может он заметилировался ?

Ну вот Шабанов должен это доказать. Должен быть способ окрасить кожу негра в белый цвет с помощью какого-то внешнего воздействия. То есть, перекинуть его на "белую" дорожку в онтогенетическом ландшафте.

Однако, как я уже сказал, этого недостаточно.

"Ландшафт" скорее всего заложен в генах, а не в "эпигенах". То есть, подпрограммы белой кожи и чёрной кожи существуют, но записаны в генах. При мутации какие-то управляющие гены просто переключают эти программы.

Нужно какими-то статистическими методами доказать, что эти особенности закодированы НЕ в генах.

Думаю, со временем, это произойдёт и само собой. Когда-нибудь учёные составят карты взаимной регуляции генов, смоделируют их и, возможно, увидят, что одной лишь генетики не хватает.

> Кстати более вероятно, что белые произошли от негров.

И так, и эдак. Европейцы и азиаты произошли от африканцев, вышедших из Африки и потерявших свой чёрный цвет кожи. А вот чернокожие папуасы произошли от уже побелевших неафриканцев, — поломанный ген «починился».

Понимаете, в чем проблема...
Вот идет обсуждение какого-то примера. Этот пример высосан из пальца, и его соответствие реальной ситуации спорящих не заботит. Обсуждая его, стороны делают какие-совершенно произвольные утверждения и даже соглашаются с некоторыми из подобных утверждений дрогой стороны.
Иногда они используют аргументы вроде "на это Шабанов ответит..." с приписыванием мне каких-то странных суждений.
Да... Конструктивный разговор...

Этот пример высосан из пальца, и его соответствие реальной ситуации спорящих не заботит.
Давайте вернемся к 4-крылым мухам. Это Ваш пример.
Это реальный эксперимент, и меня интересуют подробности его проведения и истолкования результатов.

Я вполне согласна, что одни и те же фенотипические признаки могут быть результатом
1. "прямого воздействия внешней среды" ИЛИ
2. "изменений в генах".

Одновременно с этим новые признаки могут быть
а. полезны
б. вредны.

1/2 не связано с а/б.

Превращение 1 в 2 мне непонятно.
1 от 2 можно отличить, наблюдая за потомством каждого отдельного экземпляра (ну, каждой пары хотя бы) уже БЕЗ воздействия "особых условий".

Я даже внесла свои предложения на тему его продолжения. Изучать потомство каждой 4-крылой мухи отдельно и сделать расшифровку генов:

нормальной мухи
4-крылой, давшей 2-крылое потомство
4-крылой, давшей 4-крылое потомство.

Так это, слава Ктулху, сделано уже во всех подробностях:
популярная заметка:
http://ur.umich.edu/9596/Jan16_96/artcl08.htm
статьи (некоторые):
http://www.pnas.org/content/108/7/2855.full
http://genesdev.cshlp.org/content/12/10/1474.long
http://www.gibsongroup.biology.gatech.edu/sites/default/files/gibson.Hogness.pdf
Если коротко, обработка эфиром выявляет предсуществующие вариации (по чувствительности к эфиру) в локусе Ubx, ответственном за формирование жужжальца (а не крыла).

Edited 2013-12-26 10:02 (UTC)

(no subject)

zlata-gl.livejournal.com - 2013-12-26 11:39 (UTC) - Expand

Я так понимаю, что если мужчинам нравятся блондинки (даже крашеные), то натуральная блондинка Дуся имеет преимущество перед крашеной блондинкой Марусей, равное стоимости покраски волос. И если в популяции, уже «подогретой» крашеными блондинками, появится мутация блондиности, то она распространится.

Не очень поняла.
Допустим, еще не изобрели краску для волос.
Имеется темноволосая популяция (например, грузины), и мужикам нравятся блондинки.
Если возникла блондинистая мутация - она и так распространится. Без всякого подогрева.
Другой вопрос: почему вообще им нравятся блондинки ?

Нет, наоборот. Есть краска для волос, но нет натуральных блондинок. А мужикам нравятся крашеные блондинки. Такой вот каприз полового отбора (женщины красятся, чтобы понравиться мужчинам, а мужчинам нравятся блондинки, ведь они достаточно сообразительны и неленивы, чтобы краситься). Тогда мутация блондинистости распространится, потому, что натуральные блондинки получат преимущества искусственных блондинок, но даром.

ОК.
А теперь допустим, что краски нет.
Появилась мутация. (Или просто в гости приехала норвежка).
Гены блондинистости будут распространяться ?
Да. И еще быстрее, чем в популяции, где есть крашеные блондинки. Преимущество блондинки (перед остальными женщинами) будет больше.

(no subject)

gegmopo4.livejournal.com - 2013-12-24 15:48 (UTC) - Expand

Примем, что блондинки успешнее.
Почему "мутация", при которой женщина становится блондинкой, привлекает мужчину и оставляет ребенка - эволюция, а поведенческий признак, при котором она отбеливает волосы, привлекает мужчину и оставляет ребенка - нет? Ребенку, кстати, может передаться и "мутация", и форма поведения.
В первом случае изменение цвета волос - ответ на изменение генотипа, во втором - ответ на средовое влияние (ее научили красить волосы). И то, и другое можут быть поддержано отбором. И то, и другое может быть унаследовано.
Разница этого примера с Вашим же примером с мышами - в том, что укорочение хвоста у мыши, которой его откусила кошка - случайный ответ. Изменение цвета волос в силу покраски (и желание красить волосы в социальной среде, где дураки ведутся на блондинок) - вполне закономерный процесс.

> Ребенку, кстати, может передаться и "мутация", и форма поведения.

А как? Насколько сейчас известно, формы поведения вырабатываются благодаря образованию связей между нейронами, происходящему под влиянием опыта.

Допустим, женщина научилась красить волосы. У неё в мозгу образовались какие-то связи.

Теперь задачка:

1) как узнать, какими именно комбинациями генов закодировать эти связи, чтобы они были врождёнными

и/или

2) как транспортировать эту информацию внутрь яйцеклетки или в её прогениторы, чтобы при следующем зачатии информация попала в ребёнка?

ИМХО, это задача во-первых, НЕВЫПОЛНИМА и во-вторых, нет никаких экспериментальных фактов того, что она могла бы выполняться.

Например, отсутствует канал связи, который бы передавал информацию о навыках из мозга в половые клетки.

Я не понимаю, зачем Вы залазите в какие-то дебри.
Передача форм поведения "НЕВЫПОЛНИМА"? А как ВЫ научились разговаривать, писать и использовать CapsLock?
Формы поведения у людей наследуются благодаря обучению.

Я, естественно, имел в виду другое наследование.

Почему "мутация", при которой женщина становится блондинкой, привлекает мужчину и оставляет ребенка - эволюция, а поведенческий признак, при котором она отбеливает волосы, привлекает мужчину и оставляет ребенка - нет?

Мама научила дочку, что красить волосы полезно для привлечения мужиков ?
Это передача мемов. В генах не записано.

В человеческом обществе - многие признаки передаются мемами.
Все мы наследуем от родителей какой-то язык. Это полезно для общения.
А вот СПОСОБНОСТЬ научиться говорить (на каком-то языке) - заложена в генах. Размер и структура мозга.

Все правильно. Но отбор сохраняет и воспроизводит или удаляет фенотипы, и если разные причины могут приводить к формированию одного и того же признака, влияния на ход отбора это не оказывает.

Расскажите об этом поподробнее. С моей точки зрения важен информационный вклад, как я уже говорил.

Информационный объём ДНК Вы оценили и даже слегка высмеяли, как малый. Но по сравнению с чем?

Если эпигенетика играет заметную роль, то и количество информации в ней должно быть заметным на фоне количества информации в ДНК.

Каково количество информации в эпигенетике?

Мы знаем, сколько примерно нужно внести изменений в ДНК, чтобы превратить обезьяну в человека. Можно ли достичь такого же эффекта при помощи эпигенетики?

Вы пишете об эпигенетической разметке ДНК? В ней меньше информации, чем в последовательности нуклеотидов.
Вы имеете в виду все эпигенетические (т.е. относящиеся к взаимодействию генов, генных продуктов и среды) процессы? В них, в частности, в потоке сигналов от среды, несравнимо больше информации, чем в генотипе.
Вы думаете, что изменение какого-то количества нуклеотидов превращает "обезьяну" в человека (тоже такую обезьяну, между прочим) без учета всех эпигенетических взаимодействий? Так и человек, и другие обезьяны вообще возникают благодаря им, а гены при этом лишь используются как один из информационных источников (и, как мы говорили, достаточно малый по мощности).

> В них, в частности, в потоке сигналов от среды, несравнимо больше информации, чем в генотипе.

Как Вы считали? Я упоминал, как считается объём информации исходя из вероятности событий.

Например, сколько содержится информации в сообщении о том, что я сегодня был на улице и не встречал там живого динозавра?

Можно подумать, что 1 бит, то есть, "1 = да = встречал" или "0 = нет = не встречал".

Но это не так. Динозавры вымерли. Встретить живого динозавра практически невозможно (есть небольшая вероятность, что сумасшедшие учёные создали-таки Парк юрского периода и динозавр оттуда-таки сбежал). Если допустить, что вероятность встретить живого динозавра равна 0,0000001 (одна миллионная), то, значит, в сообщении о том, что я не встретил динозавра, содержится

-(1-0,000001) * log(1-0,00001) = 0,000014427 бита информации (логарифм по основанию 2).

одна стотысячная доля бита! то есть, очень мало информации!

Иными словами, Вы наверняка считаете информацию в RAW формате, а её нужно считать в сжатом JPEG виде. Если что-то почти предопределено, то это содержит мало информации.

> Вы думаете, что изменение какого-то количества нуклеотидов превращает "обезьяну" в человека (тоже такую обезьяну, между прочим) без учета всех эпигенетических взаимодействий?

Не я думаю, а по версии 100% фанатов генетической теории. То есть, фанаты думают, что если взять зиготу обезьяны и подменить в ней несколько генов с обезьяньих на человеческие, то из зиготы вырастет человек.

Вы говорите: нифига, этого недостаточно. Нужно ещё подправить эпигенетическую среду зиготы, заменив в ней то-то и то-то.

Что именно нужно заменить и каков информационный объём этих замен?

Простите меня, мне не очень интересно играться в оторванные парадоксы.
Ссылка на 100% фанатов - железная.
Насчет того, что надо заменить в эпигенетике... Знаете о феномене Маугли? Среди них были и воспитанные обезьянами... Увы, это - жалкие калеки. Так вот, все Маугли были рождены людьми и какое-то время воспитывались среди людей.

Я тоже не могу представить себе, как через гены передаются сложные формы поведения.
А они передаются - скажем у детей в каком-то возрасте, скажем лет 4-5 появляется страх быть съеденными. Это когда они уже могут убегать. Они жаждут узнать, кто их может съесть из животных. Я всегда с детьми примрно такого возраста пробую поднять эту захватывающую их и гипнотизирующую тему ))).

Существуют животные с врожденным знанием опасных хищников.

Какие-нибудь жирафы сразу после рождения могут ходить - насколько это сложное поведение, а оно записано в генах и в мозгу уже при рождении все заранее реализовано, чтобы они сразу пошли...

А вот эти птицы никогда не видят своих родителей, и насколько у них сложное врожденное поведение - самцы строят инкубаторы:

Ну а в лесах Австралии обитают крупные, напоминающие индюков, птицы, называющиеся телегалами, или же сорными курами. Несмотря на то, что все другие птицы обычно сами высиживают яйца, телегалы создают самодельные "инкубаторы", постройкой которых занимается самец. Он имеет большие и сильные ноги, которыми сгребает в кучу растительные остатки, формируя холмик с высотой около метра и несколько метров шириной. Особенно большие инкубаторы телегалов могут достигать высоты 5 м.

Эти земляные холмы, разбросанные по территории всего материка, в своё время ввели в заблуждение первых европейцев, попавших на остров. Исследователи приняли их за могилы туземцев.

Естественно, на такое массивное строительство птицы тратят много времени. Кроме того, занимаются постройкой они исключительно в сырую погоду. После того, как инкубатор готов, самка, взгромоздившись на кучу мусора, закапает в нее яйца - по одному яйцу на полуметровую глубину. Яйца всегда откладывают тупым концом вверх, чтобы птенцы быстрее смогли выбраться из скорлупы. Через некоторое время влажный растительный мусор, собранный в кучу, начинает гнить, температура внутри кучи постоянно повышается и постепенно достигает +35 гр.С.

На плечи самца ложатся не только "строительные работы" но и контроль за развитием яиц. Каждое утро он начинает разгребать гнездо, чтобы окружить яйца влажной землей, и она поглотила излишки тепла, а также же делает сбоку инкубатора большие отдушины. Если же тепла слишком мало, он насыпает сверху еще гниющих влажных растений. Для определения температуры птица использует собственный "градусник", находящийся на внутренней неоперенной стороне крыльев. Есть ученые, считающие, что функцию терморегулятора выполняет язык, потому что, проверяя температуру, птица время от времени делает в инкубаторе отверстие и засовывает туда голову. Птенцы телегала вылупляются уже полностью оперенными и достаточно сильными. Только выбравшись из гнезда, птенцы уже начинают летать, и поэтому сразу же начинают самостоятельную жизнь, вне зависимости от родителей, которых никогда не видят, равно как и те своих детей.

---
У меня не хватает воображения, чтобы понять, как подобное может быть закодировано в генах, а потом врожденно реализовано в мозгу.

Flat | Top-Level Comments Only