macroevolution (![[personal profile]](https://www.dreamwidth.org/img/silk/identity/user.png)
macroevolution) wrote2010-12-28 01:05 pm
macroevolution) wrote2010-12-28 01:05 pm
Они сделали это
Это очень смешная запись. Во-первых, передача называется, если не ошибаюсь, "Они сделали это" и посвящена крутым чувакам, которые чего-то в жизни добились. Никогда не рассматривал себя с такой точки зрения, жутко забавно. Но это ерунда. Самое главное, что я абсолютно не подозревал во время записи, что меня снимают на камеру. Радио - и радио, работаем со звуком. А они на видео снимали и в интернет выложили! Поэтому, собственно, вел я себя как человек, которого никто не видит или видят только свои. Извините уж. И еще: передача в записи, поэтому вполне естественны долгие паузы, чесание в затылке, "переговаривание" и т.п. А они взяли и выложили немонтированное видео, не вырезав все эти технические подробности. Одно слово: зоопарк. Полная запись должна быть по этому адресу, но у меня оно не открывается. Сам не видел еще. А фрагменты выложены в ютюбе, вот:
Re: Рождение сложности
Вот я сейчас не поленилась залезть в пару-тройку словарей, посмотреть, как принято определять понятие «управление».
Ключевым в нашем случае мне кажется вот такая часть определения: «управление - элемент, функция организованных систем различной природы, обеспечивающая сохранение их определенной структуры, … реализацию их программ и целей.» Главное тут: управление – это то, что позволяет при наличие цели обеспечивать ее реализацию. При этом, воспроизводимым должно быть то, что цель достигается, а то, что для ее достижения используются стохастические процессы – совершенно ничему не противоречит.
Если для достижения цели надо делать конкретные изменения в ДНК – управление идет одним способом. Но если задача – создание максимального разнообразия – удобнее использовать стохастические процессы в ДНК, но строго канализируя их по времени и в рамках определенного локуса – чем не управление, при этом, с элементами случайности.
Я могу поставить задачу – засеять грядку разными цветами, и чтобы рисунок был строго определенный – в полосочку, например. А могу поставить задачу – засеять разноцветными цветами, перемешав все семена. На выходе будет вполне вероятностная картина распределения цветов, но и в том, и в другом случае я в значительной степени управляю процессом – тем, что именно эта грядка будет засеяна вот такими цветами.
Под Ваше узкое определение подходит наращивание теломер, переключение пола у дрожжей. Но это, по-моему, управление последовательностью ДНК, но не очень хочется называть это мутациями.
Здесь управляется и время, и место.
Более интересный вариант – когда процесс остается вероятностным, но канализируется в определенных рамках.
Причем, управлением я бы назвала те ситуации, когда:
Мутирование происходит строго на определенной фазе развития (например, мобильный элемент ВСЕГДА начинает прыгать на определенной стадии развития и в определенной ткани и создает пятнистую окраску) (кстати, здесь тоже последовательность после выпрыжки можно достаточно точно предсказать)
Под этот вариант прекрасно ложатся иммуноглобулины.
Мутирование, осуществляемое посредством специально для этого существующих механизмов (то есть, возникающее не как недоработка репарации, а «специально»), которые реагируют на определенные факторы.
Пример – RIP-модификации. У Neurospora активна система, индуцирующая возникновение мутаций в участках размером более нескольких сотен п.н., повторенных в гаплоидных тканях (в основном - копиях транспозонов) (RIP – repeat-induced point mutation) в аскогенных тканях, сопряженная с метилированием de novo. C/G пары заменяются на T/A. можно придраться, что это экзотика, но считать лишние копии умеют многие геномы). Здесь налицо управление – известно, когда будет вноситься мутация, известно, куда. Но остается элемент случайности в плане точного предсказания – которые именно C/G пары будут мутироваться.
А повышение вероятности мутирования в ответ на стресс – это не управление.
Re: Рождение сложности
Вам не смешно ?
Мутирование все равно стохастика. А то что оно происходит на определенном этапе (как в случае Ig или мобильных элементов) имеет отношение не к мутационному процессу per se,
а общему управлению онтогенезом.
Re: Рождение сложности
На счет слова «цель» захотелось процитировать собственно Дарвина:
«В буквальном смысле слова «естественный отбор», без сомнения, неправильный термин; но кто же когда-нибудь возражал против употребления химиками выражения «избирательное сродство различных элементов»? И тем не менее нельзя же, строго говоря, допустить, что кислота выбирает основание, с которым предпочтительно соединяется.» «Говорилось также, будто я говорю об естественном отборе как о деятельной силе или божестве; но кто же возражает писателю, утверждающему, что всемирное тяготение управляет движением планет?» «Всякий знает, что хотят этим сказать и что подразумевается под такими метафорическими выражениями, и они почти неизбежны ради краткости речи.»
(это мы как-то за чаем статью написали под названием «О чем писал Дарвин», поэтому у меня под рукой большая подборка его цитат :).
Трудно биологам, у них все слова такие антропоморфные, и каждый норовит понимать их по-своему.
Чтобы не возникало таких философских проблем, заменим слово "цель" на функцию. Согласитесь, что у иммунной системы все-таки есть совершенно определенная функция. В онтогенезе, безусловно. Но для того, чтобы эта функция сформировалась, надо было в свое время проводить отбор, который работал не на организменном уровне.
Прошла эволюция на создание определенной функции, которая работает для выполнения совершенно определенной приспособительной задачи, и при этом в рамках выполнения этой задачи используется процесс, который по механизму является мутационным.
Я так понимаю, что «цель», это когда мы задаем вопрос «зачем», а не только «почему».
Зачем идет это мутирование в половых локусах дрожжей? Чтобы сделать два пола.
Почему для того, чтобы сделать два пола надо обязательно мутировать? Так получилось.
(Чтобы уйти от такой фигуры речи как «цель» можно говорить о функции соответствующих локусов и аппарата, который это мутирование производит – но по смыслу мы имеем в виду одно и тоже – аппарат нужен для того, чтобы вносить мутации).
Зачем в популяциях мышей есть две морфы, одна лучше приспособленная к перенаселению, а другая – к холоду? Чтобы популяция была приспособлена и к перенаселению, и к холоду.
Почему популяция приспособилась и к тому, и к другому – потому что периодически меняются условия ее существования, меняется вектор отбора.
«На выходе» можно сказать, что популяция в каждый момент имеет приспособление на будущее. Некое приспособление.
Этот пример позволяет вспомнить, что существует групповой отбор, который может иметь не только вектор на усовершенствования онтогенеза, но и на создание определенного разнообразия. И тут «цель» «направленно внести изменения в ДНК в определенной позиции» выглядит достаточно естественно. И одноклеточные дают нам немало таких примеров.
Популяции «надо» сделать достаточно потомков, и чтобы они не померли. Функция иммунитета – чтобы от болезней не померли. У нейроспоры (а это даже и не одноклеточное) функция RIP – модификации – чтобы не померли от мобильных элементов (с некоторой перестраховкой – все, что повтор с большой вероятностью – мобильный элемент). То, что в данном случае изменения в ДНК передаются следующему поколению – это точно известно.
Другое дело, можно ли найти такие внятные примеры «управления», работающего не только в онтогенезе, но и с эффектом в поколениях, у видов, у которых есть четкое разделение на сому и зародышевый путь. Очень может быть, что нет. Если четко обосновать, что у них так не бывает или почти не бывает… Я подумаю над этим вопросом. Интуитивно кажется, что не бывает.
Re: Рождение сложности
Часть отдельного организма - просчитывает ли он как-то ситуацию ? Думает ли он о том, что стало холодать и надо внести какие-то изменения, чтобы деткам-мышатам стало теплее ? И более того - думает ли он, как это сделать - за счет подшерстка погуще или адипоцитов пожирнее ? Ну нет же. И конкретная пре0-В клетка не думает, что приплыл вот такой антигенчик - и антитело к нему надо сделать вот такое.
Нет и нет - что получится, то и получится. Возможно только, что организм осознает, что вокругу все как-то сильно меняется - и включит систему повышения частоты мутирования. Авось повезет и получатся успешные детки.
Популяционная часть - нуже большой полиморфизм. Чтобы были разные варианты - причем сильно разные на краях распределения. Тогда чтобы не случилось в среде - кто-то да выживет (ну если среда не изменится в момент на протиивоположную и вся суша не станет морем).
Отбор работает и отбирает. Но отбирает случайности - а не направляет мутагенез в определенное русло. С целью достижения определенного результата. Просто потому, что мы не умеем предсказывать будущее. Вот вы можете сказать, что будет через 100 лет (всего несколько поколений для большинства крупных животных) с средней температурой на Земле ? Вряд ли. И зверушка - не может. Да, есть морфы и варианты - но не факт, что они помогут завтра. Мы просто видим живыми тех, у кого они помогли выжить. И мы не знаем, сколько создавалось разных вариантов иммунной системы - но явно больше одного. То есть опять перебор вариантов, а не заранее сделанный выбор определенного дизайна иммунитета.
Re: Рождение сложности
>И конкретная пре0-В клетка не думает, что приплыл вот такой антигенчик - и антитело к нему >надо сделать вот такое.
>Нет и нет - что получится, то и получится.
Не совсем так. В случае иммунной системы организм ЗНАЕТ: приплывет КАКОЙ УГОДНО антигенчик. Поэтому задача совершенно конкретная – сделать инструмент, который узнавал бы огромное разнообразие «любой хрени» (но только есло она - «чужое»), и при этом выполнял бы в ответ на это совершенно конкретные действия.
То есть, задача сделать молекулы, у которых на одном конце что-то определенное, а на другом – «что угодно». И решить эту проблему эволюция может и тупым размножением генов – типа, забить геном ольфакторными рецепторами. Но ольфакторных рецепоторв тысяча, а иммуноглобулинов – миллионы. Изящно ведь. Про дозревание антител я вообще молчу.
>Просто потому, что мы не умеем предсказывать будущее. Вот вы можете сказать, что будет >через 100 лет с средней >температурой на Земле ? Вряд ли. И зверушка - не может.
Если бы вид не мог «предсказывать будущее» в определенных рамках, он бы долго не протянул.
Причем, на уровне времени отдельной генерации каждая особь должна с большой вероятностью быть приспособлена к уровню колебаний среды, происходящим в соответствующем временном масштабе. Ну, например, колебаниям температуры «от сих до сих». Если это будет не так, то вероятность, что достаточно особей доживет до размножения будет низкой.
В масштабе вида уровень разнообразия должен быть такой, чтобы обеспечить видовую приспособленность к колебаниям условий, в таком временном масштабе, чтобы в случае резкого колебания хоть какое-то количество особей выжило.
Вид ЗНАЕТ, какой диапазон изменчивости условий возможен, иначе он не был бы достаточно устойчив. А виды существуют миллионы лет.
>ну если среда не изменится в момент на протиивоположную и вся суша не станет морем
Вот тут-то и случится массовое вымирание видов. А те, кто остался, радостно распрострят свою изменчивость на все опустевшие экологические ниши, и мы поймем, что если бы не забитость всех экологических ниш видами, диапазон изменчивости у отдельных видов был бы еще намного выше.
За эти миллионы лет генетическая система вида в целом настроена на более-менее предсказуемый эволюционный ответ. Хотя механизмом будет случайный перебор вариантов, набор вариантов для перебора будет частично предустановлен, и это есть видовая адаптация.
>Авось повезет и получатся успешные детки.
>Популяционная часть - нуже большой полиморфизм. Чтобы были разные варианты - причем >сильно разные на краях распределения. Тогда чтобы не случилось в среде - кто-то да >выживет.
Если изменения абсолютно не предсказуемые – вид попадает в условия, в которые никогда не попадал – другого выбора нет – «абсолютно случайный» перебор.
Но если вид существует в рамках определенного набора условий, и оптимумами являются дискретные состояния, то выгоднее не размазывать изменчивость на дискретное наследование всех отдельно взятых элементов – иначе большая часть популяции будет иметь смесь адаптаций к противоположным условиям.
Удобнее завязать все нужные в определенных условиях признаки обратными связями (одновременно нужные – прямыми, противоположного действия – обратными), сделать полиморфизм по нескольким генам – переключателям (ну типа как мужской и женский пол делается на основе одного генома, и переключается на первом этапе одним переключателем).
И это делается. Большинство мутаций отдельных элементов системы отбору не видны – система за счет обратных связей выходит настабильные параметры. Под отбор «выставляется» лишь ген-переключатель, а эффекты изменения его экспрессии достаточно предсказуемы. Это одна из причин паралеллизма эволюционных ответов.
Кстати, вспомнилась мне сейчас одна очень хорошая популярная (но рассчитанная на достаточно высокий уровень подготовки) книга, которая есть в Интернете в дежавю. Это книга Бердникова «Эволюция и прогресс».
Просмотрела – там автор очень красиво моделирует то, о чем мы сейчас говорим. В частности, эволюцию видовой адаптируемости.