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

[sspr.livejournal.com]

Влияние внешних каких факторов вызывает мутации? Ведь должны же быть внешние причины? Или бактерии сами на себя действуют?

[macroevolution.livejournal.com]

Мутации происходят в любом случае, даже в идеальных условиях.
Ускоряют мутагенез мутагенные вещества, ультрафиолет, радиация.

[loro4ra.livejournal.com]

То есть живая самоорганизующаяся система будет самоорганизовываться в любых условиях, даже фактически не требующих повышения самоорганизации, то есть сама по себе? А что по сути представляет собой такое приспособление к условиям среды? Повышение вероятности выживания? То есть система стремится выжить как система...

Супер. А почему с людьми не так? Такое впечатление, что наиболее "высокоприспособленные" всеми силами стремятся самоуничтожиться...

[macroevolution.livejournal.com]

"система будет самоорганизовываться "
я про самоорганизацию не говорил, только про мутации. Мутации - это случайные изменения последовательности нуклеотидов в ДНК. Самоорганизация - это намного более сложная вещь.

"приспособление" - это повышение эффективности размножения (а для этого выживание, конечно, тоже необходимо).

"Система" никуда не стремится. Просто если возникает мутация, повышающая эффективность размножения организмов с такой мутацией, то организмы с такой мутацией размножаются эффективнее, и их становится больше. В итоге средняя приспособленность особей в популяции растет.

С людьми все так же. Если какой-то признак толкает кого-то к самоуничтожению (к неоставлению потомства), то этот признак - по определению - не повышает, а снижает приспособленность. Даже если лично нам этот признак нравится.

[loro4ra.livejournal.com]

Ну так а с какой целью происходят эти самые мутации как изменения последовательности нуклеотидов, как не с целью повышения уровня самоорганизации системы? Я про то, что раз они происходят с такой настойчивостью и неизбежностью, то может они и вовсе не случайны? Или такие рассуждения креационизмом пахнут? Тогда молчу. Просто Вы мне дайте понять, в чём моя ошибка.

Не поняла, каким образом неоставление потомства снижает приспособленность особи... Да еще и по определению... Если только рассматривать детей как поддержку в старости, однако, на практике это далеко не всегда так. Вы не могли бы указать источник, где с этой точкой зрения можно ознакомиться подробнее?

[onedrey.livejournal.com]

Ну так а с какой целью происходят эти самые мутации

У мутаций нет цели :)

Ну так а с какой целью происходят эти самые мутации

Дык гены особей, не оставляющих потомства, пропадут. То есть приспособленность/выживаемость равна нулю, это хуже, чем любой дефект.

[loro4ra.livejournal.com]

Вы уверены? :)

Дык Ваши рассуждения правомерны только если рассматривать каждую особь как часть системы. Не?

[nashev.livejournal.com]

"Приспособленность популяции" в науке об эволюции оценивается исключительно по скорости роста этой популяции. Потому и сказано, что "по определению".

В популяции людей наиболее приспособлены нынче китайцы из анекдотов, но это им не нравится, они себя уже давно пытаются ограничить.

[loro4ra.livejournal.com]

Ну вот именно этот фактор меня и смущал. Кстати, тут есть мнения, что все дело вовсе не в количестве, а в качестве...

[dims12.livejournal.com]

> Я про то, что раз они происходят с такой настойчивостью и неизбежностью, то может они и вовсе не случайны?

Да, да, они не случайны. Точнее говоря, отдельные мутации случайны, а их суммарный эффект -- неслучаен. Целью является выживание, всё правильно.

> Или такие рассуждения креационизмом пахнут?

Наука -- это не религия. Наука стремится к истине, а не к сохранению догмутов. Науке плевать, чем "пахнет" истина. Если она "пахнет" креационизмом -- пусть "пахнет". Пусть креационисты немного порадуются, у них так мало радостей в жизни.

[fan-d-or.livejournal.com]

>> Да, да, они не случайны. Точнее говоря, отдельные мутации случайны, а их суммарный эффект -- неслучаен. Целью является выживание, всё правильно.

Фундаментальным признаком, определяющим отличие живой материи от неживой является ОПЕРЕЖАЮЩАЯ АДАПТАЦИЯ.
То есть, способность загодя готовиться к неслучившимся ещё событиям (реагировать на неслучившееся!).

Именно по феномену ОА можно абсолютно надёжно отличить Живое от Неживого.

Генетический механизм со всеми присущими ему феноменами - это именно ОА: сама способность к мутациям - заложена в генетический механизм, и это есть ничто иное как приспособление для выживания в условиях перманентных изменений в окружающей среде.

На уровне Живого появляется Цель - и мутация есть способ достижения Цели (выживания).

Так, что "случайное" вовсе не случайно...

[loro4ra.livejournal.com]

Ура.

[fan-d-or.livejournal.com]

>> А почему с людьми не так?

С людьми ещё более так - половой диморфизм в сочетании с половой конкуренцией позволяет интенсифицировать отбор при любой стабильности внешних условий и отсутствии давления внешней среды.
Суть половой конкуренции это как раз организация внутреннего давления на генотип...

>> Такое впечатление, что наиболее "высокоприспособленные" всеми силами стремятся самоуничтожиться...

"Впечатление" к делу не подошьёшь - выводы следует делать на основании адекватно отобранной и обработанной статистики...

[loro4ra.livejournal.com]

Насчёт тго, почему с людьми так же, поняла. Спасибо.

Насчёт впечатлений и статистики, пожалуйста, статистика. В экономически развитых странах рождаемость снижается несмотря на повышение уровня жизни.

[flavorchemist.livejournal.com]

Не "несмотря", а "благодаря"

[fan-d-or.livejournal.com]

Статистика - это не качественный анализ на глазок, а количественный - причём, со строгой бухгалтерией.

При этом, критерии биологические сильно отличаются от пресловутого "здравого смысла" или социально обусловленных стереотипов.
К примеру, биологический отбор, приводящий к гибели половины популяции от воздействия неблагоприятного фактора может расцениваться исследователем, как "успешный" или "благоприятствующий дальнейшему выживанию", если в генном банке оставшейся половины прочно закрепился признак, обеспечивающий противостояние угрозам со стороны внешней среды и размер остаточной популяции превышает критическую массу.

В "человеческих" ("гуманистических") критериях подобный исход считается абсолютной катастрофой.

Что касается связи уровня жизни с рождаемостью - так это как раз чётко действующий биологический механизм гомеостазиса. Иначе б человечество давно бы уже повторило судьбу молочнокислых бактерий, попавших в крынку с молоком - взрывообразный рост популяции, которая в конечном итоге погибает, захлебнувшись продуктами собственного метаболизма (которые мы с удовольствием потребляем).

Тем не менее, МКБ не вымерли - и прекрасно выживают. Такова тактика и стратегия видов, использующих периодически возникающие ресурсы - они подъедают вчистую всё, а потом оставляют споры в ожидании следующего цикла.

Пример со снижением рождаемости при улучшении качества жизни показывает, что хомосап использует иные стратегии выживания, чем МКБ.
Только и всего.

Главная ошибка, которую вы делаете (вместе с теми, кто разделяет с вами подобные взгляды) - вы необоснованно экстраполируете местный тренд (снижение рождаемости здесь-и-сейчас) на все возможные условия. Но ведь никто не знает, до какой глубины отрицательная корреляция будет главенствовать - ведь скорей всего при достижении критического порога численности (плотности популяции) включатся механизмы регулирования противоположной направленности.

Потому алармизм не есть истина в последней инстанции...

[licvidator.livejournal.com]

Супер. А почему с людьми не так? Такое впечатление, что наиболее "высокоприспособленные" всеми силами стремятся самоуничтожиться...

Это всё антибиотики, вакцины и гуманизм виноваты...

[pogorily.livejournal.com]

На молекулярном уровне мутация - это любое отличие цепочки ДНК, полученной при копировании, от исходной ДНК.
Чтобы это отличие ("сбой при копировании") произошло, надо, чтобы, грубо говоря, в нужное время в нужном месте произошел "энергетический удар" достаточной силы.
Поскольку существует тепловое движение (или тепловые колебания) молекул и атомов, причем энергия каждого отдельного движения или колебания является случайной (средняя энергия пропорциональна температуре, но существует и бОльшая, с тем меньшей вероятностью, чем она больше), с некоторой ненулевой вероятностью "энергетический удар", вызывающий мутацию, может произойти за счет одних тепловых эффектов.

Значительно увеличить количество мутаций можно, воздействуя ультрафиолетом, радиацией, химическими мутагенами. Они наносят "энергетические удары" достаточной мощности.

Таковы физико-химические причины мутаций, если в общем виде.

[sspr.livejournal.com]

Понял Вас, из статьи непонятно, исследователи не облучали же специально ультрафиолетом колбы?
И если нет, можно ли степень появления мутаций привязать к величине энтропии, ее колебаниям в живой системе?

[pogorily.livejournal.com]

Нет, в посте сказано что никаких мер по повышению честоты мутаций не принималось.
Некоторые штаммы сами стали чаще мутировать. Есть генетические механизмы, меняющие частоту мутаций, в основном за счет исправления вызванных мутациями ошибок копирования. Если этот механизм ослабить - частота мутаций возрастет.

Энтропия тут, насколько понимаю, ни при чем.

[sspr.livejournal.com]

с грустью завидую людям, продвигающимся в научных достижениях, в том смысле, что сам отошел в сторону

[the-toad.livejournal.com]

В общем-то, уже упомянутая радиация есть ВСЕГДА - в составе того, что бактерии в пищу хавают, в земных условиях всегда есть радиоактивные изотопы некоторых элементов, необходимых бактериям для жизни. Это неизбежно. Так что бактерия может ошибаться и сама по себе, но по-любому у неё всегда есть и другие источники ошибок, эти источники фактически неустранимы, их можно только ослабить, но совсем убрать невозможно.

"Кстати, Рабинович, к вам это тоже относится!" (с) неприличный анекдот.

[sspr.livejournal.com]

;)

[the-toad.livejournal.com]

(разводя руками) ну а шо, и ко мне это тоже относится, во мне тоже есть радиация. Вона даже углерод-14 распадается (хотя человечество путём добычи нефти и старается прекратить это безобразие, хехехе), вона он у меня прямо в ДКН распадётся, ведь беда же! Или калий там всякий радиоактивен. Или ещё что. Даже вона в воде маленечко трития есть, вот ненароком проглотишь атом вместе с чаем, а потом твой ребёнок вырастет Хогбеном.

Так что даже выполнение народной мудрости химвойск

Если хочешь быть отцом -
Оберни себя свинцом

вовсе не гарантирует полного отсутствия радиации.

[sspr.livejournal.com]

а я, наивный тут подумал, что можно энтропию количеством мутаций оценить