macroevolution | Братоубийство как способ присвоения чужой наследственной информации?

Братоубийство как способ присвоения чужой наследственной информации?

"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?

Threaded | Flat

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

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.

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

поглощают фрагменты ДНК убитых сородичей и встраивают их в свой геном

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

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

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

Edited 2015-01-08 15:18 (UTC)

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? [...]

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

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".

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

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".

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

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

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.

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~~

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? [...]

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.

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

Здравствуйте. А разве братоубийство называется не "каинизм"?

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.

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.

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

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).

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?

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

Threaded | Flat

no subject

no subject

no subject

no subject

no subject

no subject

Братоубийство как способ присвоения чужой наследстве

no subject