![[personal profile]](https://www.dreamwidth.org/img/silk/identity/user.png){kind=small}
macroevolutionПомнится, в детстве, еще до школы, я листал книгу Халифмана "Пароль скрещенных антенн" и все пытался найти там то место, где рассказано, собственно, об этом "пароле", где дается расшифровка языка муравьев... не находил и расстраивался. Зато теперь очень радуюсь, когда какую-нибудь деталь этих коммуникационных систем все-таки расшифровывают.
Интереснейшее исследование в последнем выпуске Science.
Заодно и отличный пример смены функции в ходе эволюции. Похоже, обычные женские феромоны - сигналы фертильности - при становлении эусоциальности несколько раз независимо "превращались" в управляющие сигналы, блокирующие репродуктивную функцию рабочих.
Царицы разных видов общественных насекомых используют одни и те же химические сигналы, чтобы запретить рабочим размножаться
Известно, что размножающиеся самки общественных насекомых выделяют какие-то вещества, блокирующие размножение рабочих особей, однако природа этих веществ была установлена лишь у единичных видов. Международная команда ученых показала, что в разных группах перепончатокрылых, перешедших к эусоциальности независимо друг от друга, царицы используют для подавления репродуктивной функции рабочих похожие углеводородные феромоны. Эволюционная консервативность этих химических сигналов говорит о том, что отказ рабочих от размножения служил генетическим интересам не только царицы, но и самих рабочих, и поэтому касты не вступали друг с другом в «эволюционную гонку вооружений». У предков общественных перепончатокрылых эти вещества, по-видимому, служили обычными женскими феромонами и использовались самками для демонстрации своей готовности к размножению и привлечения самцов.
Читать полностью
Интереснейшее исследование в последнем выпуске Science.
Заодно и отличный пример смены функции в ходе эволюции. Похоже, обычные женские феромоны - сигналы фертильности - при становлении эусоциальности несколько раз независимо "превращались" в управляющие сигналы, блокирующие репродуктивную функцию рабочих.
Царицы разных видов общественных насекомых используют одни и те же химические сигналы, чтобы запретить рабочим размножаться
Известно, что размножающиеся самки общественных насекомых выделяют какие-то вещества, блокирующие размножение рабочих особей, однако природа этих веществ была установлена лишь у единичных видов. Международная команда ученых показала, что в разных группах перепончатокрылых, перешедших к эусоциальности независимо друг от друга, царицы используют для подавления репродуктивной функции рабочих похожие углеводородные феромоны. Эволюционная консервативность этих химических сигналов говорит о том, что отказ рабочих от размножения служил генетическим интересам не только царицы, но и самих рабочих, и поэтому касты не вступали друг с другом в «эволюционную гонку вооружений». У предков общественных перепончатокрылых эти вещества, по-видимому, служили обычными женскими феромонами и использовались самками для демонстрации своей готовности к размножению и привлечения самцов.
Читать полностью
![[identity profile]](https://www.dreamwidth.org/img/silk/identity/openid.png){kind=small}
no subject
Date: 2014-01-21 12:08 pm (UTC)если мне склероз не изменяет, то все "дочки" имеют чуть ли не 75% общих генов и им крайне выгодно отдавать приоритет групповому отбору перед индивидуальным.
у "обычных животных" же у братьев-сестер (потомков одной пары родителей) около 25% общих генов и им не настолько выгодно защищать групповые интересы.
итого, при "генетике" как у перепончатокрылых 'коллективизм в пределах одной семьи' становится очень выгодным.
no subject
Date: 2014-01-21 12:12 pm (UTC)По ссылке "Читать полностью" об этом написано.
no subject
Date: 2014-01-21 12:21 pm (UTC)навскидку, тут (в вопросе коллектевизма) простая банальная арифметика-бухгалтерия.
Если смотреть с точки зрения выживаемости именно генов а не организмов, то
- умереть самому но спасти более 2 братьев-сестер -- выгодно для обычных млекопитающих (точнее, для тех видов, у которых братья-сестры и прочие члены общины имеют около 50% общих генов)
- умереть самому но спасти 1.333(3) братьев-сестер -- выгодно для перепончатокрылых
- у всяких гидр и прочих бактерий (которые, по сути, размножаются клонированием) в теории, при наличии достаточного количества мозгов, должна быть еще бОльшая склонность к коллективизму.
no subject
Date: 2014-01-21 12:31 pm (UTC)Как среднее значение или матожидание у разнояйцевых.
no subject
Date: 2014-01-21 12:33 pm (UTC)no subject
Date: 2014-01-21 12:54 pm (UTC)Начнем со случая, что у нас есть всего один ген, который у матери в виде аллелей M1, M2, а у отца в виде P1, P2.
Пусть, одному ребенку достался набор M1P1.
Второму ребенку матери M1 достанется с вероятностью 0,5, так же с веротяостью 0,5 и P1 от отца, и материнское наследство от отцовского не зависит.
Получится, что с вероятностью 0,25 их геном полностью совпадет, с вероятностью 0,5 совпадет на 50%, с вероятностью 0,25 не совпадет вовсе.
Матожидание 0,25*100%+0,5*50%=50 %.
По закону больших чисел среднее число совпадений по большой выборке (то есть если мы сравнивали геномы у братьев не один раз, а, скажем, тысячу раз) близко к матожиданию.
Если генов более одного, то общий процент совпадений - это среднее значение процента совпадений по каждому гену. (Кол-во совпадений/Кол-во копий гена= (Кол-во совп1+Кол-во совп2+...)/(Кол-во копий1+Кол-во копий2+...)=(Кол-во копий1*Процент1+Кол-во копий 2*Процент 2+...)(Кол-во копий1+Кол-во копий2+...) )
Опять получается 50%.
PS Здесь, правда, мы говорим только о том участке генома, где наблюдается полиморфизм, причем предполагаем полиморфизм и у отца, и у матери.
Если говорить о всем геноме или допускать, что отец или мать могут быть гомозиготны по каким-то генам, процент совпадений будет больше.
no subject
Date: 2014-01-21 12:59 pm (UTC)я начал прикидывать с модели "у отца все 1, у матери все 0, у детей вполне случайный набор из 0 и 1, нужно сравнить две последовательности 0 и 1" и завис.
ага, подразумеваем только "существенные" отличия.
no subject
Date: 2014-01-21 06:19 pm (UTC)Хотя фенотипически это может проявляться весьма причудливо.
Скажем, метисы чистого негра и чистого белого кавказоида будут одинакового кофейного цвета МУЛАТАМИ. Ведь у них гены ответственные за цвет кожи, форму губ, кучерявость волос разлягутся ровно пополам от мамы и от папы.
А вот дети двух МУЛАТОВ, родные братья и сестры, будут выглядеть и как совершенно черные негры и как совершенно европейские белые - и как все возможные варианты между негром и белым. Отличия негра и европейца - кодируются совсем не гигантским числом генов, 8 или больше. Отсюда и разнообразие - хотя математическое ожидание, что они будут на 50 процентов черными и белыми, фактически же дети двух мулатов могут оказаться и генетическими белыми, и генетически неграми.
no subject
Date: 2014-01-25 10:32 pm (UTC)Соседние гены, насколько я понимаю, в большинстве случаев наследуются вместе, т.е. не независимо. Разделиться они могут, если в промежутке между ними произойдёт кроссовер. Судя по данным из интернета, для человека в среднем происходит 1 кроссовер на 100 млн. пар оснований, т.е. на геном в среднем получается 30 кроссоверов. Если к этому ещё прибавить 23 границы хромосом, получаем около 53 независимо наследующихся участков (в одном поколении), а не 30000. Тоже немало, но, всё-таки, меньше.
no subject
Date: 2014-01-26 09:14 pm (UTC)no subject
Date: 2014-01-27 08:33 pm (UTC)no subject
Date: 2014-01-27 10:37 pm (UTC)Это всё должно быть хорошо исследовано: я пока искал вероятность кроссовера, находил статьи, где сцепленость генов вычислялась более корректно.
no subject
Date: 2014-01-28 11:52 am (UTC)На самом же деле эта оценка СКО очень груба, и построена на очевидно неправильной модели. Ведь гены распределены по «независимо наследующимся участкам» неравномерно, на длинных генов больше, на коротких меньше. Точки кроссовера подвижны, а границы между хромосомами нет. И плотность генов, и вероятность кроссовера неравномерна.
Но всё это должно влиять только на СКО, а не на среднее (если не учитывать явно маложивучие комбинации и конфликт с матерью, такие варианты просто запрещены, тем самым увеличивая вероятность альтернатив).
no subject
Date: 2014-01-21 06:06 pm (UTC)И так как у насекомых тоже генов тысячи, то фактические генотипы родственников по факту оказываются близки к математическим ожиданиям, то есть все эти доли 1/2, 3/4 - не только расчетные, но и реальные.
Женские феромоны царицы не позволяют подданным размно
Date: 2014-01-21 02:39 pm (UTC)no subject
Date: 2014-01-21 03:22 pm (UTC)Если эволюция эусоциальности определялась конфликтом поколений, то между матерями и дочерьми должна была идти нескончаемая «гонка вооружений». Должны были вырабатываться адаптации, помогающие матерям манипулировать дочерьми, чтобы те не размножались, равно как и адаптации, помогающие дочерям сопротивляться этим манипуляциям.
Тут у вас противоречие. Если у пчелы-сестры больше идентичных генов, чем у потенциальных дочерей - то особи явно выгодно выхаживать именно сестер. В расчете, что когда ее матери вдруг не станет, новой маткой станет кто-то из сестер, а не собственная дочь. А значит с матерью тут нет гонки вооружений - сами хромосомные обстоятельства полностью все определяют. Для перепончатокрылой осиротететь и начать откладывать собственные яйца - это бедствие, на которое она отваживается в неблагоприятной ситуации, когда больше не может участвовать в размножении генетически близких сестер. В самом невыгодном положении во всей семье, вообще, находится матка. А потеря матки - генетическое бедствие для всех ее дочерей.
С появлением каждой новой особи в семье:
Матка воспроизводит 1/2 своих генов, порождая детей.
Ее дочери воспроизводят 3/4 своих генов, порождая через мать сестер и братьев. Как видно, они в более выгодном положении, чем мать!
Феромоны фертильной матери - "благая весть", сигнал о максимальном уровне благополучия. Это буквально счастливое детство, и самке не надо взрослеть и мечтать о своих детях. Таким образом "гонки вооружений" между матерью и дочерью быть не должно.
Конкуренция появляются, когда умирает мать. С этого мига женской особи надо стараться самой стать маткой. Воспроизводя теперь меньше чем раньше - 1/2 своих генов. Или 4/8.
На втором месте для нее - разрешить стать маткой одной из сестер. Чтобы та воспроизводила 3/8 ее генов.
На третьем месте для нее, если маткой станет ее дочь, которая будет воспроизводить 2/8 ее генов
- племянница - 3/16.
- тетя будет воспроизводить 1/8 ее генов.
Вот эти случаи - конкуренция. И тут действительно можно ожидать, что одни самки манипулируют другими феромонами, возможно просто эксплуатируя вышеописанный механизм "благой вести", передаваемой фертильной матерью-дочери.
Получается:
Им лучше всего быть дочерьми.
На втором месте - матерями.
На третьем - тетями.
На четвертом - бабушками.
Как видно, гаплодиплоидные вообще не заинтересованы в смене поколений внутри семьи.
Названные цифры предполагали, что осиротевшие самки спариваются с неким прилетевшим гостем. Если же они спариваются внутри жилища с братьями - то дроби будут другие, но их пропорции сохранятся, и логика "выгодней-невыгодней" останется той же.
no subject
Date: 2014-01-21 05:55 pm (UTC)так в статье об этом и написано.
вообще интересно что происходит со смертью королевы
no subject
Date: 2014-01-21 07:01 pm (UTC)А.Марковым описана модель пчел или ос, или муравьев, где рядом с царицей - очередь претенденток на престол, которая автоматически выстраивается из самых возрастных самок.
Это гарантирует, что после долго правившей (генетически сильной) царицы - претендентки на престол приходятся сестрами большинству рабочих.
Если же первая претендентка сменив царицу вдруг оказывается слабофертильной или по другой причине быстро покидает престол - то ее сменяет следующая претендентка, тоже старая, значит тоже сестра доминирующему поколению рабочих.
То что очередь претенденток на престол составляется из самых старых - в интересах всего поколения. Ведь если новой царицей станет сестра, то она будет служить распространению 3/8 генов сестер. Что не многим хуже, если бы сама рабочая стала царицей и распространяла бы 4/8 своих генов.
Если в этой модели царица правила недолго - оказалась слабенькой - то ее сестры должны бы устроить инфантицид ее немногочисленного потомства, просто по подозрении в генетической дефективности. Чтобы ее дочери не могли стать претендентками на престол. Ну, или чтобы тетя-царица их отвергла, позволяя быть рядом с собой или своим сестрам, или своим дочерям. Да, в гаплододиплоидной семье царица предпочитает сделать своей наследницей сестру, во вторую очередь - дочь, но уж никак не племянницу. Царица не подпустит к себе племянниц как наследниц или должна спровоцировать их инфантицид - вот мои предположения)))).
no subject
Date: 2014-01-21 05:58 pm (UTC)Я не прочитал статью целиком, когда стал писать комментарий, возражающий против идеи подавления фертильности дочерей царицей в пользу идеи "благой вести".
В статье эта идея как раз и высказана к не вовремя прочитанному мною финалу - как идея "коммуникации" царицы с дочерьми.
Прошу прощения, моя критика оказалась вздорная. Я не дочитал статью, когда стал возражать.
no subject
Date: 2014-01-21 07:35 pm (UTC)Женские феромоны царицы не позволяют подданным размно
Date: 2014-01-22 05:43 am (UTC)Ссылки
Date: 2014-01-23 07:24 am (UTC)Женские феромоны царицы не позволяют подданным размно
Date: 2014-01-23 09:49 am (UTC)Ссылки
Date: 2014-01-23 03:32 pm (UTC)Ссылки
Date: 2014-01-23 08:37 pm (UTC)Ссылки
Date: 2014-01-23 08:40 pm (UTC)no subject
Date: 2014-01-27 03:00 pm (UTC)