Нет предела совершенству?
Dec. 24th, 2013 01:16 pm![[personal profile]](https://www.dreamwidth.org/img/silk/identity/user.png){kind=small}
macroevolutionДолгосрочный 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
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
![[identity profile]](https://www.dreamwidth.org/img/silk/identity/openid.png){kind=small}
no subject
Date: 2013-12-24 09:38 am (UTC)Супер. А почему с людьми не так? Такое впечатление, что наиболее "высокоприспособленные" всеми силами стремятся самоуничтожиться...
no subject
Date: 2013-12-24 09:49 am (UTC)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.
no subject
Date: 2013-12-24 10:18 am (UTC)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?
no subject
Date: 2013-12-24 10:28 am (UTC)У мутаций нет цели :)
Дык гены особей, не оставляющих потомства, пропадут. То есть приспособленность/выживаемость равна нулю, это хуже, чем любой дефект.
no subject
Date: 2013-12-24 10:29 am (UTC)Дык Ваши рассуждения правомерны только если рассматривать каждую особь как часть системы. Не?
no subject
Date: 2013-12-24 11:43 am (UTC)(no subject)
From:no subject
Date: 2013-12-29 06:50 am (UTC)no subject
Date: 2013-12-24 11:09 am (UTC)В популяции людей наиболее приспособлены нынче китайцы из анекдотов, но это им не нравится, они себя уже давно пытаются ограничить.
no subject
Date: 2013-12-24 11:14 am (UTC)no subject
Date: 2013-12-24 11:24 am (UTC)(no subject)
From:(no subject)
From:(no subject)
From:(no subject)
From:(no subject)
From:(no subject)
From:(no subject)
From:(no subject)
From:(no subject)
From:(no subject)
From:no subject
Date: 2013-12-24 11:58 am (UTC)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.
no subject
Date: 2013-12-24 12:37 pm (UTC)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...
no subject
Date: 2013-12-24 12:39 pm (UTC)(no subject)
From:(no subject)
From:(no subject)
From:(no subject)
From:(no subject)
From:(no subject)
From:no subject
Date: 2013-12-24 05:33 pm (UTC)А она существует, если по-честному? Мне кажется, если адаптация выглядит, как "опережающая", то это просто опыт предков. Нет?
(no subject)
From:(no subject)
From:(no subject)
From:(no subject)
From:(no subject)
From:(no subject)
From:(no subject)
From:no subject
Date: 2013-12-24 01:02 pm (UTC)no subject
Date: 2013-12-24 10:17 am (UTC)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...
no subject
Date: 2013-12-24 10:21 am (UTC)Насчёт впечатлений и статистики, пожалуйста, статистика. В экономически развитых странах рождаемость снижается несмотря на повышение уровня жизни.
no subject
Date: 2013-12-24 10:50 am (UTC)no subject
Date: 2013-12-24 11:11 am (UTC)no subject
Date: 2013-12-24 11:19 am (UTC)Хотя, вообще говоря у эволюции и тупиковые ветви есть, и коллапсы перепотребления нам бактерии постоянно демонстрируют, например, в бражке... С чего Вы взяли, что человечество должно быть устроено иначе? Ща перебродим тут всю планету на угарный газ, и вымрем нафиг, захватив остальные виды за компанию..
Если кто-то из людей с неё сумеет сбежать, чтоб другую планету начать так же употреблять, значит вид человеческий выживет ещё на разок. А то и не на один... Как дрожжи из бражки, оставленные на развод.
(no subject)
From:(no subject)
From:(no subject)
From:(no subject)
From:(no subject)
From:(no subject)
From:(no subject)
From:(no subject)
From:(no subject)
From:(no subject)
From:(no subject)
From:(no subject)
From:no subject
Date: 2013-12-24 11:53 am (UTC)У Homo sapiens всё строго то же самое. Пока в силу несуществования медицины младенческая и детская смертность были высокими, требовалось рожать детей по максимуму. Родишь 15-17 - глядишь, хотя бы двое из них своих детей оставят. В силу же развития современной медицины (прививки! вакцинация! антибиотики!) эта величина в развитых странах резко пошла на спад. При том, что рождённый ребенок имеет большую вероятность умереть насильственной смертью, чем от болезни, быстро складывается перенаселение и ресурсов начинает не хватать. Для передачи генов теперь теперь требуется куда меньше детей.
Естественно при этом ожидать некой инерционности. Европа/Северная Америка ощутили на себе все прелести медицины раньше и самоорганизовались первыми. Китай вон тоже давно на стратегию контроля рождаемости перешёл. Искренне надеюсь, что и наши братья в Индии, Пакинстане и других проблемных странах тоже поймут всю прелесть этой модели, хотя им конечно активно мешают разного рода религиозные предрассудки.
(no subject)
From:no subject
Date: 2013-12-24 12:00 pm (UTC)Началось :)
(no subject)
From:(no subject)
From:(no subject)
From:(no subject)
From:no subject
Date: 2013-12-24 12:26 pm (UTC)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...
no subject
Date: 2013-12-24 01:05 pm (UTC)(no subject)
From:(no subject)
From:no subject
Date: 2013-12-24 03:17 pm (UTC)Это всё антибиотики, вакцины и гуманизм виноваты...