Глаза пещерных рыб

[macroevolution]

Поскольку читателям этого блога явно полюбились дискуссии про т.н. эпигенетическую теорию эволюции (см. тут и тут), вот исследование в тему:

Глаза пещерных рыб эволюционировали за счет скрытой генетической изменчивости
Читать новость на Элементах



История вкратце такая. Журнал Science опубликовал результаты исследования, показавшего, каким образом у пещерных популяций рыбок Astyanax mexicanus редуцировались глаза.
Попробую рассказать двумя способами: в стиле ЭТЭ и обычными словами.

1. Изменились условия среды: рыбки попали в пещерные воды. Стрессовые условия вызвали дестабилизацию онтогенеза. Активизировались предсуществовавшие в системе онтогенеза креоды, что привело к появлению рыб с очень разнообразными по размеру глазами: от очень больших до очень маленьких. Один из этих "морфозов", а именно вариант с редуцированными глазами, оказался адаптивным в новых условиях. Пошел отбор на стабилизацию этого морфоза, "вписыванию" его в геном. В результате данная вариация вскоре стала нормой для пещерной популяции.

2. Изменились условия среды: рыбки попали в пещерные воды. Это привело к блокировке работы шаперона HSP90, который в норме маскирует многие мутации (т.е. не дает им проявляться в фенотипе, см. об этом подробнее здесь). Снижение активности HSP90 привело к проявлению (выходу в фенотип) запаса скрытой генетической изменчивости, которая до сих пор маскировалась деятельностью шаперона. Резко возросла изменчивость по размеру глаз (причем изменчивость сразу наследственная - это проверили, и в этом - расхождение с канонами ЭТЭ). В том числе появились формы с редуцированными глазами, обладающие повышенной приспособленностью в новых условиях. Отбор на редуцированные глаза вскоре привел к фиксации этого признака. Авторы жизнерадостно ссылаются на Уоддингтона, но об открытии Новой Эволюционной Теории и опровержении основ СТЭ - ни гу-гу. Может, и не надо?

update. И вот еще полезная ссылка - про то же у дрожжей.

Comments

[grihanm.livejournal.com]

Последнее звучит убедительно - мозгоресурсы перекинулись на другие органы чувств.

Однако, в любом случае - адаптивность не обязательна.

[superhimik.livejournal.com]

Если от атрофируется, то никакой пользы. Если он работает на что-то другое, то на что?

[superhimik.livejournal.com]

Я выше писал, что напрашивается другой вывод: условия препятствуют нормальному развитию глаз. Самое простое - для развития глаз нужен свет. Нет света - нет глаза.

[superhimik.livejournal.com]

Доказательства?

[superhimik.livejournal.com]

Согласен, но вот думаю почему-то, что эта зона мозга ещё за что-нить отвечает - как бы хуже от этого не стало.

[polenadisto.livejournal.com]

На тех же рыбах было раньше показано, что развитие глаз отрицательно связано с развитием вкусовых рецепторов. Соответственно, отбор "и смотреть, и нюхать" не работает. А в пещерах отбор на усиление химического чувства не встречает сопротивления в виде отбора на хорошее зрение - глаза и уменьшаются. Так что и без того, думается, все случилось бы.

[superhimik.livejournal.com]

Да, вы угадали - я из эволюционного патруля.

[zlata-gl.livejournal.com]

А как может такое быть, что мутации не влияли на фенотип, а потом стали влиять ?
Может быть они из рецессивных как-то стали доминантными ?
Откуда брались нормальные глаза, если были испорчены гены ?

[superhimik.livejournal.com]

Это пока в их пещерке не завелись другие рыбки побольше и не показали эволюции, где раки зимуют.

[oldodik.livejournal.com]

Ну во же в теле поста: Изменились условия среды: рыбки попали в пещерные воды. Это привело к блокировке работы шаперона HSP90, который в норме маскирует многие мутации (т.е. не дает им проявляться в фенотипе, см. об этом подробнее здесь)

[dims12.livejournal.com]

А в чём тут "эпигенетичность"?

По-моему, тут наблюдается ситуация, при которой управляющие гены (которые кодируют HSP90), через посредство HSP90, котролируют изменчивость (проявление изменчивости) других генов.

Из статьи на "Элементах", я не понял, каким образом была снижена активность шаперона? Оказала ли пещерная среда непосредственное воздействие на белок, или она повлияла на него через посредство какого-то механизма, который, в частности, может включать снижение активности генов, кодирующих шаперон.

[dims12.livejournal.com]

Шаперон, судя по Вики, это белок, который "чинит" другие белки.

Это значит, что он снижает их изменчивость, приводя несколько версий к одной и той же форме.

Думаю, наличие такого механизма вполне естественно в свете последних открытий по "постобработке" генетической информации.

Очевидно, отбор шёл не только в сторону уменьшения глаз, но и в сторону ухода от воздействия шаперона.

[dims12.livejournal.com]

Это было бы уже чистое "мичуринство". То есть, отнтогенетическое развитие глаз включало бы в себя необходимость стимуляции светом. Когда стимуляция пропадала бы, глаза не развивались, а затем этот эффект каким-то образом попадал бы в гены, например, засчёт инактивации или уничтожения "ненужных" генов.

[superhimik.livejournal.com]

Я не знаю, нужен ли свет для развития глаз - это предположение я привёл в лишь в качестве примера. Было сказано, что на шаперон влияет низкая электропроводность воды. Но что такое вода с низкой электропроводностью? Это вода с низким содержанием солей. Гораздо простое объяснение - низкая концентрация солей в воде препятствует нормальному развитию глаз.

[dims12.livejournal.com]

Думаю, все такие простые версии они проверили или отбросили исходя из имеющихся фактов

[superhimik.livejournal.com]

Доказательства?

[3seemingmonkeys.livejournal.com]

так вроде не говорится что все остальное осталось неизменным

[3seemingmonkeys.livejournal.com]

нет разницы большая или нет, ресурсы тратятся, а значит бесполезное приспособление отсеивается отбором.

[superhimik.livejournal.com]

Почему это нет разницы? Если ресурсы тратятся небольшие, это не будет заметно. К тому же нет доказательств, что глазастые рыбы выживали в меньшей степени в этих усолвиях. Глубоководные рыбы почему-то глаза не утрачивают.

[alisarin.livejournal.com]

На взгляд стороннего наблюдателя, генетику все же должна ожидать систематизация, - помимо основного принципа в виде генетического кода сюда добавляются и те же средства коррекции, которые и описываются в данном посте, и коды вирусов, входящие в геном, и самостоятельные ДНК у ряда клеточных агрегатов наподобие лизосом, и наличие двойных комплектов хромосом (обладающие такими комплектами виды можно назвать гибридами), - в общем, целый ряд независимых друг от друга инструментов, работающих на общий результат :) Значит, не за горами некоторое следующее обобщение генетической теории.

[3seemingmonkeys.livejournal.com]

кстати интересно, влияет ли наличие глаз на загрузку зрительных отделов мозга. на компе если программа запущена, ей все равно какие данные входе. хотя в принципе можно написать маленькую программку прослушивающую порт и запускающую большую если появляется сигнал.

[3seemingmonkeys.livejournal.com]

вот кстати по ЭТЭ вопрос, кто ее понял
как онтогенез понимает что наступил стресс и надо дестабилизироваться?

[boldachev.livejournal.com]

Смысл моего комментария был в последней фразе: "Вероятность, что возросшая изменчивость затронет именно глаза, да еще в "нужном" направлении предельно мала".

Для выбора между двумя описанными моделями необходима дополнительная информация: заметно изменились только глаза или наблюдался взрыв изменений морфологии вызванный блокировкой работы шаперона HSP90. Насколько я понимаю, никакого спектра отклонений по всем параметрам не было - рыбка себе как рыбка, только глаза редуцировались.

[3seemingmonkeys.livejournal.com]

для эволюции любое изменение заметно. слабые изменения на отбор слабо же но влияют. разница проявляется в скорости отбора. глубоководные рыбы есть с глазами и без, к тому же глаза им не бесполезны т.к. они светятся или видят свет других.

[nicka-startcev.livejournal.com]

если "во всём виновата вода с низким содержанием солей", а не "темнота", то напрашивается как минимум 4 группы рыб для опытов: есть/нет свет, есть/нет соли в воде. И именно на этих группах, по идее, надо смотреть, что и в какую сторону будет дрейфовать.

ps: еще интересно, не является ли ставший нейтральным(?) признак "недоразвитые глаза" сцепленным с каким-нибудь полезным признаком.