Братоубийство как способ присвоения чужой наследственной информации?

[macroevolution]

"Братоубийством" (фратрицидом) назвали явление, обнаруженное у стрептококков, которые в определенных условиях убивают токсинами других стрептококков (безвыборочно, в том числе и представителей того же штамма, генетически неотличимых от убийц), а затем поглощают ДНК, высвободившуюся из разрушенных клеток, и встраивают фрагменты чужих хромосом в свой геном.

Теперь аналогичное явление найдено у холерных вибрионов, которые используют для убийства собратьев удивительную молекулярную машинку - "секреторную систему типа VI". Она представляет собой не что иное, как ножку бактериофага, развернутую в обратную сторону. Бактериофаг использует этот белковый комплекс для протыкания клеточной стенки бактерии и впрыскивания в жертву своей ДНК. Бактерии, "одомашнившие" этот набор вирусных генов, используют систему для протыкания оболочки других клеток (бактериальных или эукариотических) и введения туда различных "эффекторов" (например, токсинов).



Бактериофаг (слева) и секреторная система типа VI.

Как и стрептококки, вибрионы поглощают фрагменты ДНК убитых сородичей и встраивают  их в свой геном. Более того, у вибрионов даже обнаружена единая регуляция генов, ответственных за построение секреторной системы типа VI и за поглощение чужой ДНК.

Подробнее на "Элементах"

При всей соблазнительности идеи о том, что бактерии могут убивать сородичей, чтобы поживиться их наследственной информацией, мне кажется, всех выгод ГПГ недостаточно для развития такой адаптации. Скорее всего, в основе развития адаптации - борьба с конкурентами и каннибализм (ДНК заглатывается прежде всего как пища, на запчасти-нуклеотиды), а эпизодический ГПГ в этой ситуации - лишь побочный эффект. А вы как думаете? Может ли развиться под действием Е.О. способность к убийству соседей и заглатыванию их ДНК, если единственной выгодой от этого является шанс встроить чужой аллель себе в геном?

Comments

[viktor-ch.livejournal.com]

Думается мне, что не случайно тема о "братоубийстве" (фратрициде) именно сейчас в блоге АВМ появилась...

[macroevolution.livejournal.com]

Холерные вибрионы - что с них взять.
Я тут ни при чем. Вышла статья в Science, важная с эволюционной точки зрения.

[firrior.livejournal.com]

Ответ ведь всегда одинаков: да, если это даёт преимущество в выживании, так?

Преимущество в выживании будет, если собственные гены повреждены - например, мутировали. И тут бактерия такая опа! заглатывает чужого гена нужный кусок. Но какова вероятность того, что в надежде отхватить нямку агрессор не сожрал ещё большую отраву? Вот если бы сразу после зохавывания чужого гена бактерия-кусака делилась бы пополам: одна с новой копией, другая со старой, тогда у одной из них было бы преимущество. А так, мне кажется, она сменяла шило на мыло.

[macroevolution.livejournal.com]

Правильно, с точки зрения "интересов" индивидуальной бактерии такое занятие бесперспективно.
А с точки зрения штамма или генома (комплекса аллелей и т.п.) оно дает шанс, что у какой-то небольшой части особей после заимствования случайных чужих генов приспособленность повысится. Причем повысится сильнее, чем у тех микробов, которые ничьих генов не заимствовали, а только случайно мутировали. Эти-то особи с высокой приспособленностью и унаследуют мир, а вместе с ними распространятся и гены, отвечающие за заимствование чужих генов.

[kant-elz.livejournal.com]

Но в чужом геноме есть ведь не только полезные участки? А если они присоединят вредные мутации?

[ins0mnis.livejournal.com]

Эволюция это всегда рулетка. Выживут только удачно мутировавшие, остальные - в расход.

[http://users.livejournal.com/_dmitrii/]

поглощают фрагменты ДНК убитых сородичей и встраивают их в свой геном

Человеки тоже так умеют или это особенность только низших форм жизни?

[macroevolution.livejournal.com]

Человеки так еще не умеют, но пытаются научиться.

[gegmopo4.livejournal.com]

И кто тогда выгодоприобретатель такого ГПГ? Бактерия-убийца, присвоившая чужие гены, или бактерия-жертва, распространившая свои гены?

[macroevolution.livejournal.com]

Хороший вопрос! Дальше много чего можно нафантазировать.
Например, гены жертв могут быть заинтересованы в том, чтобы избавиться от хозяина-неудачника и перейти в геном более конкурентоспособного организма.
Гены, "подставляющие" хозяина под убийственную T6SS соседа.
Гены-патриоты и гены-предатели и т.д.

[dims12.livejournal.com]

Если верить Докинзу, то это не организмы присваивают чужую информацию, а это гены жертв вынуждают убийц поглотить их :)

Братоубийство как способ присвоения чужой наследстве

[livejournal.livejournal.com]

Пользователь vakomi сослался на вашу запись в своей записи «Братоубийство как способ присвоения чужой наследственной информации? (http://vakomi.livejournal.com/6374731.html)» в контексте: [...] Оригинал взят у в Братоубийство как способ присвоения чужой наследственной информации? [...]

[1greywind.livejournal.com]

Чую, что после пары перепостов эта статья начнет цитироваться как подтверждение суеверия "съел ГМО картошку, а потом жабры выросли".

[macroevolution.livejournal.com]

да на здоровье :)

[alamar.livejournal.com]

Так это же половое размножение получается (как у каких-нибудь богомолов - самца съели, самка размножилась).

Может ли развиться половое размножение ради полового размножения? Это ведь победа в "войне клонов".

[alamar.livejournal.com]

А генам клетки-донора выгодно научиться держать часть генного материала про запас, чтобы после проникновения сохранить жизнеспособность.

информация решает

[freedom_of_sea.livejournal.com]

но у братьев новой ДНК нет. Думаю убийство неродственников может окупать механизм

[pogorily.livejournal.com]

Вывалю кучку своих соображений.

1. Эволюция бесполезна для индивида, но способствует продолжению в будущее, через поколения.
2. Половое размножение эвкариот является практически необходимым - строго партеногенетические виды довольно быстро вымирают. Тянутся через сотни миллионов лет только последовательности поколений, использующих (пусть не при каждом размножении) половой процесс. Именно потому что как половой процесс, так и ГПГ способствуют эволюции.
3. ГПГ является заменой полового процесса, для тех, у кого его нет - бделлоидных коловраток, прокариот (в форме конъюгации).

Отсюда вывод - ГПГ имеет самостоятельную ценность именно для задачи "продолжить ген в будущее".

[pogorily.livejournal.com]

Кстати.
Первичным по времени может оказаться "жрать", и это преадаптация ко второму этапу - осуществлять ГПГ.

[cmpax-u-pagocmb.livejournal.com]

И как похищение чужих генов соотносится с теорией "эволюции генов" Доккинза?

Вместо того, чтобы реплицировать себя, организм начинает реплицировать чужие гены.

[ichthuss]

Ну вот если вы надумаете реплицироваться, то вы будете реплицировать чужие гены. Зачем оно вам?

[eigen-state.livejournal.com]

Скорее всего так и было: гены жертвы сначала встраивались как побочный эффект потребления ДНК как пищи, но потом ЕО, "увидев" выгоду встраиваемых генов, обменял энергетический поток на информационный.

[the-toad.livejournal.com]

Лично я, как профан, рискну предположить, что это таки побочный эффект, но полезный в качестве альтернативы половому размножению в отличие от сисек, которые на ощупь приятны, но в драке совершенно бесполезны

Братоубийство как способ присвоения чужой наследстве

[livejournal.livejournal.com]

Пользователь bammmbuk сослался на вашу запись в своей записи «Братоубийство как способ присвоения чужой наследственной информации? (http://out-of-borders.livejournal.com/160809.html)» в контексте: [...] Оригинал взят у в Братоубийство как способ присвоения чужой наследственной информации? [...]

[andrei-enioutin.livejournal.com]

По моему мнению все дела в наномире, о котором собственно и идет речь в этом рассказе), ведутся по своим наномирским правилам, которые до сих пор нам малопонятны. Поэтому "поживление" чужой информацией с нашей точки зрения, вряд ли имеет тот же смысл в для бактерий. Наша "логика" хорошо "срабатывает" на достаточно крупных объектах, но чем меньше зараза) тем меньше мы ее понимаем.

[misha-makferson.livejournal.com]

Я тоже ставлю скорее на "жрат" чем на "украсть гены".

[micet.livejournal.com]

Здравствуйте. А разве братоубийство называется не "каинизм"?

[macroevolution.livejournal.com]

Ну и так тоже называют.

[imbg.livejournal.com]

Может ли развиться под действием Е.О. способность к убийству соседей и заглатыванию их ДНК, если единственной выгодой от этого является шанс встроить чужой аллель себе в геном?

Уверен, что нет.

[alchutoff.livejournal.com]

Мне кажется, распознавать удачные аллели среди чужих и даже неудачные среди своих - дорогое удовольствие. И тут без точного расчёта рисков выводы делать не стоит. А вот учесть "цену знания" не помешает.

Выше в комментариях было высказано, что это гены жертвы манипулируют поведением агрессора. Мне это кажется маловероятным, потому что агрессор приобретает от жертвы случайный фрагмент - городить огород с манипуляцией более удачливым соседом ради всего лишь ШАНСА попасть в его клетку мне кажется тоже дорогим удовольствием. Тут, по-моему, даже считать не надо. К тому же если ген жертвы выстраивает секреторную систему типа VI в клетке агрессора - почему он не выстроил её в своей?

В общем идея целенаправленного "генетического разбоя" мне кажется применимой только к системам, которые имеют ламарковскую тенденцию самосовершенствоваться, причём за счёт расшатывания и расширения самоё себя.

Делаю ставку на то, что агрессор просто питается чужой ДНК.

[levgilman.livejournal.com]

Да это попросту регуляция численности клона для его блага через продление жизни хозяина.

ТОП: 21:22 (московское)

[magictop30.livejournal.com]

Вы попали в Т30P (http://www.t30p.ru) самых обсуждаемых тем в блогосфере.
Почитать текст со всеми комментариями по ссылке (http://tools.t30p.ru/?http%3a%2f%2fmacroevolution.livejournal.com%2f185810.html).
Это Ваш 2-й ТОПовый пост в этом году.
Посмотреть статистику автора можно в карточке топблогера (http://rating.t30p.ru/?macroevolution.livejournal.com&p=tops).

[gastropod-x.livejournal.com]

Простите, не по теме, но хотел спросить:

Александр Марков, можно задать вам вопрос по поводу вашей последней книги. В книге вы приводите схему Шишкина, в которой изменения в фенотипе, вызванные экстремальными условиями онтогенеза, предшествуют генетическим изменениям. Так вот, мой вопрос в том, что можно ли утверждать, что есть связь между первым и вторым? Не является ли это просто совпадением? То есть полезные изменения в фенотипе, вызванные экстремальными условиями онтогенеза, хоть и могут в ряде случаев предшествовать полезным изменениям в генотипе, но никак их не обуславливают и не вызывают, а только лишь предшествуют им по чистой случайности без какой-либо дальнейшей причинно-следственной связи? Или нет? То есть, предположим такую ситуацию, что в неких новых экстремальных условиях у некого вида наблюдаются спонтанные изменения в фенотипе С. И в этих новых условиях становятся полезными мутации типа А. Сначала в фенотипе популяции появляются изменения С, а затем изменения А. С и А не обуславливают друг-друга, однако в некотором ряде случаев С может по чистой случайности совпадать с А, чем создаёт иллюзию причинно-следственной связи между ними. Я к тому, что теория Шишкина быть может описывает всего лишь чисто случайное совпадение С и А в некотором ряде случаев и поэтому не является необходимой для описания эолюционнного процесса. Или нет?

[macroevolution.livejournal.com]

наверное, такое может быть.
Если бы еще реально существовал этот "некоторый ряд случаев"... А то ведь там очень туго с примерами.

[gastropod-x.livejournal.com]

Александр Марков, в своей книге "Обезьяны, нейроны и душа" Вы приводите мнение о том, что такие обезьяны как Кандзи - это именно гений обезьяньего мира. Однако в книге "О чём расссказали говорящие обезьяны" приводится вывод, что это обычные обезьяны, только помещённые в богатую языковую среду с раннего возраста, в отличие от их предшественников, которых испытывали в менее "благоприятной" среде.

СРАВНЕНИЕ БОНОБО И ОБЫКНОВЕННЫХ ШИМПАНЗЕ И РОЛЬ РАННЕГО НАЧАЛА ОСВОЕНИЯ ЯЗЫКА
По мере того как Канзи в свои 1.5-2.5 года начал демонстрировать спонтанное овладение языковыми навыками и продолжал их развивать, возникли два очевидных вопроса. Во-первых, действительно ли Канзи уникум среди бонобо? Во-вторых, действительно ли бонобо от природы наделены большими способностями к овладению языком, чем обычные шимпанзе? Опыт общения с Шерманом и Остином, казалось, говорил о том, что обычные шимпанзе - другие. В частности, хотя Шерман и Остин в течение восьми лет постоянно слышали человеческую речь, у них не удалось выявить сколько-нибудь значительного понимания произносимых при них слов. Кроме того, свой скромный запас лексиграмм они создали напряженной тренировкой и никаких признаков спонтанности в усвоении азов языка не проявили. Ответить на первый вопрос попытались в самом начале программы, воспитывая дочь Мататы Малику в такой же, как у Канзи, обогащенной социальной и языковой среде, с самого рождения предоставив ей полный набор лексиграмм и возможность слышать речь. Она спонтанно начала пользоваться лексиграммами в годовалом возрасте, намного раньше, чем Канзи. Так стало понятно, что он не уникален. Это представление укреплялось по мере того, как росла Панбэниша, шаг за шагом повторяя успехи Канзи. В какой-то период активно насаждалось представление о том, что она перегоняет своего брата, что ее лексикон намного больше и т. д. К сожалению, мы не встретили строгих научных публикаций о результатах работы с этой обезьяной и точного сравнения ее и Канзи достижений. Поэтому ограничимся лишь констатацией того, что их поведение сходно. Вместе с тем у С. Сэвидж-Рамбо сформировалось четкое впечатление, что бонобо отличаются от обычных шимпанзе, и она поторопилась заявить об этом в нескольких научных статьях (см., например, SAVAGE-RUMBAUGH ЕТ АС. 1985а, b), не дожидаясь проведения контрольных тестов. Между тем необходимость такого контроля была совершенно очевидна, и недолгое время спустя его провели. Для этого шимпанзе и бонобо нужно было поместить в одинаковые условия воспитания и в сходную языковую среду. Именно так и поступили со второй дочерью Мататы - Панбэнишей и обычной шимпанзе по имени Панзи. Снаала казалось, что первое заключение было правильным, потому что Панбэниша начала пользоваться лексиграммами в первый же год жизни, а Панзи - нет. Однако к 18 месяцам Панзи взялась за клавиатуру и сделала рывок в ее освоении. Правда, она так никогда полностью и не сравнялась с Панбэнишей ни в понимании знаков, ни в их продуцировании. Тем не менее, погружение в обогащенную «двуязычную» среду привело к замечательным успехам в овладении языком у обезьян обоих видов. Следовательно, из работ с Канзи, Маликой, Панбэнишей и Панзи было получено два важных вывода. Прежде всего, и шимпанзе, и бонобо могут спонтанно, без направленного интенсивного обучения осваивать язык-посредник благодаря пребыванию в языковой среде, как это происходит с детьми. Однако они следуют медленнее по этому пути и, разумеется, могут продвинуться не так далеко, как дети. Еще один важный аспект этой проблемы - возраст, когда начинается обучение. Опыты на Уошо, одни из наиболее успешных, начались, когда ей было 10 месяцев. Сравнение языковых навыков разных шимпанзе, исследованных начиная с 1972 г. Д. Рамбо и С. Сэвидж-Рамбо, также показывает, что, как и у людей, определяющим моментом здесь становится пребывание в языковой среде в раннем возрасте, что, чем раньше начато обучение, тем больших результатов достигают обезьяны. В то же время, горилла Майкл начал учиться таким же взрослым, как и Матата, но его поведение сопоставимо с Коко, обучавшейся с младенчества.
"О чём рассказали говорящие обезьяны" стр.237

[macroevolution.livejournal.com]

Ну да, вопрос неоднозначный.
Но все-таки с Канзи и Панбанишей, похоже, никто пока не сравнялся. У Канзи есть ряд непревзойденных достижений. Например, только его, насколько мне известно, удалось научить изготавливать каменные орудия.