Нет предела совершенству?

[macroevolution]

Долгосрочный эволюционный эксперимент на бактериях, начатый Ричардом Ленски в 1988 году, продолжает приносить интересные результаты. Как выяснилось, по прошествии 50 000 поколений (столько сменилось к февралю 2010 года) подопытные бактерии всё еще продолжают накапливать полезные мутации, неуклонно повышая свою приспособленность к условиям, в которые их поместили экспериментаторы. Рост приспособленности постепенно замедляется, но, судя по всему, не собирается выходить на плато. В шести из 12 подопытных популяций закрепились мутации, резко повысившие темп мутагенеза, что способствовало более быстрому росту приспособленности.



Рис. 1. Рост приспособленности бактерий в течение 50 000 поколений. Показаны усредненные значения по всем 12 подопытным популяциям. По вертикальной оси: относительная приспособленность (скорость роста по сравнению с предковым штаммом). По горизонтальной оси: время в поколениях. Красные линии — гиперболическая модель (приспособленность асимптотически стремится к предельному уровню), синие линии — степенная модель (неограниченный, хотя и замедляющийся, рост приспособленности). A — параметры кривых подобраны на основе данных по всем 50 000 поколений; превосходство степенной модели над гиперболической не очевидно (хотя и выявляется статистическими методами), B — кривые построены для первых 20 000 поколений, пунктиром показаны «предсказания»; видно, что гиперболическая модель хуже предсказывает динамику приспособленности в течение последующих 30 000 поколений, чем степенная.


Итак, рост приспособленности в Долгосрочном эволюционном эксперименте пока не собирается выходить на плато. Несмотря на долгую жизнь в одних и тех же условиях, у бактерий всё еще время от времени закрепляются новые полезные (= повышающие приспособленность к этим условиям) мутации. Удивительная неисчерпаемость адаптационных возможностей, впервые столь наглядно продемонстрированная в эксперименте, имеет огромное значение для понимания эволюции. Ведь можно было предположить (многие так и думали), что в постоянных условиях, тем более в монокультуре, возможности для адаптивной эволюции быстро будут исчерпаны, и система придет в состояние полного стазиса. В таком случае объяснить продолжающуюся эволюцию жизни на нашей планете можно было бы только через постоянные изменения среды (абиотической и биотической).



Рис. 2. Повышение темпа мутагенеза ускоряет адаптацию. Черные точки — усредненные данные по шести популяциям, в которых темп мутагенеза остался на исходном низком уровне. Зеленые треугольники — усредненные данные по трем популяциям, в которых на ранних этапах ДЭЭ (в первые 20 000 поколений) закрепились аллели-мутаторы. Видно, что приспособленность у вторых росла быстрее, чем у первых.

ЧИТАТЬ ПОЛНОСТЬЮ

Comments

[fan-d-or.livejournal.com]

Несмотря на подтверждённый консенсус - хочу дополнить тему такой аналогией:

Музыка - это такая же последовательность событий ("нот"), как и генокод.

Мутации первого уровня вводят в оборот именно ноты - то есть, минимальный квант действия.

Результатом будет если и не белый шум, то вполне осязаемая какофония.

Но если мутация вводит в оборот целые музыкальные фразы (паттерны действия), то результатом будет уже музыка, вполне употребимая для слушанья...

[loro4ra.livejournal.com]

А Вам никто об этом не говорил? Да, неживая материя с течением времени неизбежно разрушается. Период времени просто возьмите побольше, и у Вас все получится.

Насчёт идеала - нет, я не об этом.

[fan-d-or.livejournal.com]

Это всё ж другой уровень реагирования - отбор может оперировать только имеющимися в наличии фенотипами, а мутация создаёт новый фенотип.

Как говорится - почувствуйте разницу...

[loro4ra.livejournal.com]

Рада за Вас. Однако и для потверждения геоцентрического принципа устройства мироздания в течение почти 2000 лет тоже находились все необходимые доказательства.

[pogorily.livejournal.com]

Точных нет.
Но есть основанные на изучении психологии детей факты, что для более-менее полноценного человеческого мышления нужен мозг семилетнего ребенка (дети моложе 7 лет сильно отличаются в этом смысле, они, например, не умеют правильно оценить расстояние до приближающегося автомобиля и поэтому им нельзя одним переходить дорогу, ну и многие другие отличия, не зря в школе учиться начинают примерно в 7 лет, до того мозг не созрел для школьного обучения, попросту говоря, слишком мал для него).
Сходные отличия имеют животные с меньшим мозгом. Тоже у них многого (тем большего, чем меньше мозг), не хватает, чтобы рассуждать по-человечески.
Например, только с определенного веса мозга животные могут решать такую задачу - за непрозрачный экран запускают игрушечный автомобильчик (к которому прикреплено что-то вкусное), надо догадаться, что автомобильчик выедет с другой стороны и перехватить его там.

Процент веса тела, который может занимать мозг, тоже известен. У людей он максимален, больше (в условиях отличных от тепличных искусственных) телу не прокормить.

Далее простая арифметика.

[fan-d-or.livejournal.com]

Ага, ага!
Вы как раз демонстрируете сложную реакцию на фактор - до определённого уровня одно, а за ним - другое.
;-)

[darth-malachi.livejournal.com]

Эволюция - термин для описания факта, процесса, явления, да как угодно обзывай. Подпадающие под это определение процессы/явления наблюдаются повсеместно как при наблюдении в дикой природе, так и при экспериментах в лаборатории. Поскольку документального материала собрана огромная куча, то что эволюция имеет место быть можно считать фактом, столь же хорошо подтверждённым как и то, что гравитация имеет место быть.

А Теория Эволюции - постоянно дополняющееся описание закономерностей, по которым протекает этот процесс. Многие вопросы до сих пор не понятны, но в этом нет ничего страшного. Гравитацию ведь тоже на элементарном уровне никак пока не объяснят.

А столь подробное объяснение нужно потому, что с какого-то перепугу есть дофига желающих вместо стройной теории подсунуть несведующим читателям (в первую очередь детям в школах) выдержки из сборника мифов и легенд древних народов Малой Азии и Ближнего Востока. Причём они откуда-то всё лезут и лезут, требуя по 100 раз заново объяснят давным-давно доказанные экспериментально вещи.

[loro4ra.livejournal.com]

Ой, вот про школьную программу не надо, пожалуйста, это больное ))
А насчёт необходимости специальных познаний... Знаете, иногда как раз их отсутствие и позволяет взглянуть на проблему так сказать незамутнённым взглядом.

[pogorily.livejournal.com]

В этом случае за рост приспособленности можно принять простое уменьшение.
Если бактерии стали более мелкими, на том же количестве пищи их проживет больше.

Надеюсь, там более тонкие критерии.

[darth-malachi.livejournal.com]

Окружающая среда - это не только другие виды, но и климат, сезонные условия, доступность пищи, вообще все внешние воздействия. И уж они-то изменяются постоянно, вот только в разных местах с разной скоростью.

[loro4ra.livejournal.com]

Остроумно. Однако противоречит научной точке зрения о принципиальной познаваемости мира.

[darth-malachi.livejournal.com]

Ну, это всё же не эволюция в чистом виде, это генетический дрейф (ну и естественный отбор тоже).

[lantios.livejournal.com]

Антон Павлович Чехов. Письмо к ученому соседу.

[as-imagus.livejournal.com]

Скачки, как бы, и происходят. И должны происходить. Не резкие, конечно. Но есть ли уверенность, что они вызваны только генетическими мутациями, а не, в том числе, являются результатом погрешности эксперимента? С какой точностью отмеряется питание? С какой точностью замеряется плотность бактерий?

Кроме того, если обратить внимание на шаг эксперимента: http://myxo.css.msu.edu/ecoli/overview.html
Propagate 12 cultures by transferring 0.1 ml from previous day's cultures into fresh DM25.
А ведь каждое поколение плотность бактерий бывает немного разной. То-есть, в следующее поколение переносится разное число бактерий. Начальные условия каждого (в т.ч. и каждого 500-го, для которых считается приспособленность) поколения не одинаковы по численности популяции.

Ну и, в любом случае, даже если точности эксперимента еще хватает с запасом, совершенство будет/должно быть ограничено максимальным запасом питательных веществ. Больше, чем 100%, съесть невозможно. При неизменных условиях плато должно когда-нибудь случиться.

[oldodik.livejournal.com]

Ну - вот про такой механизм опережения знаю, во всяком случае. И да, насколько понял и помню, там эволюция действительно особо не идет никуда - а болтает эти популяции колюшек туда-сюда-обратно.

Как раз у нашего хозяина на семинаре доклад-то был, кстати.

[loro4ra.livejournal.com]

А дело точно в пропорциях или есть шанс, что для приобретения необходимых навыков все же требуется какое-то определённое количество времени? Ну то есть знания не приобретаются сами по себе, просто потому что для этого есть необходимый инструмент, а как бы наслаиваются на предыдущие... Это называется преемственность знания, кажется.

[pogorily.livejournal.com]

Именно на этом основан искусственный отбор.
Он дает стремительный результаты именно потому, что человек целенаправленно отбирает то, что ему по тем или иным критериям нравится.
И вот вам клюква или черника с ягодами в несколько раз больше чем у диких, полученные достаточно быстро из диких видов.

Потом, правда, все это резко затормаживается, и без скрещивания (привнесения нового генетического материала) или мутагенеза дальнейший прогресс замирает.

[alex-bykov.livejournal.com]

Графики выглядят так, как будто на насыщение выходит скорость накопления мутаций.

[loro4ra.livejournal.com]

А то )) Тут еще многое зависит от степени адекватности самого собеседника. Кто его знает, до какого уровня он мыслит разумно... Вот и приходится выдавать порциями ))

[fotovivo.livejournal.com]

Ой. Вот прям представляю как некогда с точными расчетами доказали бы, что эвм мощности незабвенной Одры невозможно иметь карманные размеры )
Что запрещает разумную жизнь на небелковой основе?

[loro4ra.livejournal.com]

Ради Бога, скажите мне, где именно Вы имеете возможность воочию наблюдать факты эволюции! Я тоже очень хочу!
Вопрос о религии оставим, это не в тему.

[loro4ra.livejournal.com]

То есть в какой-то момент на земле возникли условия для возникновения жизни, и она возникла. Условия тыщу раз поменялись, в том числе и под воздействием самой жизни, а она от этого лишь цветёт и пахнет... Хорошо. Я в принципе, не против.

[loro4ra.livejournal.com]

Вы очень начитанны. А своими словами? Без школьной программы? ))

[nashev.livejournal.com]

А желание свести различные возможные оценки к одной избранной не противоречит? Не факт, что успешность - понятие одномерное..

К тому же, успешность - понятие ещё и субъективное. Вы с точки зрения какого субъекта хотите успешность эволюции оценивать?

[pogorily.livejournal.com]

Места не осталось для кого?
Жизнь существует уже почти 4 миллиарда лет. Многие виды и разновидности вымерли, сменяясь более приспособленными, а жизнь все продолжается.

И еще.
Жизнь как явление - природный процесс, и, как все природные процессы, она не имеет цели.
Это просто ее свойство. Аналогично другому природному явлению - всемирному тяготению, из-за которого камни падают вниз, а не улетают вверх.