Про Дарвина, Менделя и моих студентов
Oct. 21st, 2011 01:01 pm![[personal profile]](https://www.dreamwidth.org/img/silk/identity/user.png){kind=small}
macroevolutionМои студенты-экономисты по всем прочим предметам пишут "эссе". Это у них такая стандартная форма обучения. Ну, и я тоже задал им написать эссе на тему "Взгляды Дарвина на .... с точки зрения современной науки". Вместо многоточия надо подставить какую-то тему по выбору (наследственность, изменчивость, половой отбор или что угодно) Да, конечно, я им велел прочесть "Происхождение видов". Это им не повредит :) Ну вот, а теперь студенты в процессе работы над эссе делятся со мной своими соображениями. Студенты очень умные (я об этом уже сообщал). Один из них обратил внимание на следующую фразу Дарвина:
«Если присмотреться ближе к собранным мной примерам, когда животные, происшедшие от взаимного скрещивания, близко походили на одного из родителей, то оказывается, что сходство ограничивается, главным образом, признаками, почти уродливыми по своей природе и появившимися внезапно, каковы: альбинизм, меланизм, отсутствие хвоста или рогов, лишние пальцы на передних и задних конечностях, и не касается признаков, постепенно приобретенных путем отбора».
Из переписки со студентом:
Очевидно, "примеры, когда животные, происшедшие от взаимного скрещивания, близко походили на одного из родителей", о которых пишет Дарвин - это примеры признаков, обусловленных мутациями единичных генов, причем мутациями с сильным фенотипическим эффектом. Это могут быть мутации генов-регуляторов высокого уровня ("лишние пальцы", "отсутствие хвоста или рогов"), или мутации, выводящие из строя какой-то биохимический каскад (напр., синтеза меланина). В результате таких "макромутаций" получаются организмы, резко отличные от своих родителей. И в дальнейшем измененный признак будет наследоваться "по Менделю" ( = "когда животные, происшедшие от взаимного скрещивания, близко походили на одного из родителей), прежде всего потому, что такой признак определяется только одной мутацией в одном гене. Мендель как раз такие признаки и выбрал для своей работы - признаки, зависящие только от одного или немногих генов - и это позволило ему открыть законы классической генетики.
Но, как справедливо пишет Дарвин, большинство признаков (морфологических) так себя не ведут, они наследуются более "плавно", т.е., например, у гибридного потомства состояние признака будет какое-то промежуточное между отцовским и материнским. Потому что большинство признаков, "постепенно приобретенных путем отбора", приобретаются не за счет закрепления одиночных "макромутаций", а за счет закрепления множества мелких мутаций (мутаций со слабым фенотипическим проявлением) во многих разных генах. Признак, зависящий от большого количества генов, законам Менделя очевидным образом подчиняться не будет. И среди морфологических признаков таких - большинство.
****
Мне кажется, если бы Дарвин все-таки прочел работу Менделя, он бы не воспринял ее как подтверждение своей теории, а как раз наоборот - он бы воспринял ее как аргумент "против". И у него был готов сильный контраргумент: большинство признаков наследуются вовсе не по Менделю. По Менделю наследуются только признаки "почти уродливые по своей природе".
Может быть, и не было бы ничего хорошего, если бы Дарвин прочел Менделя. Генетика в своей зародышевой форме только помешала бы становлению эволюционной теории. Понадобилось несколько десятилетий упорных исследований, чтобы благополучно объединить дарвинизм с генетикой.
«Если присмотреться ближе к собранным мной примерам, когда животные, происшедшие от взаимного скрещивания, близко походили на одного из родителей, то оказывается, что сходство ограничивается, главным образом, признаками, почти уродливыми по своей природе и появившимися внезапно, каковы: альбинизм, меланизм, отсутствие хвоста или рогов, лишние пальцы на передних и задних конечностях, и не касается признаков, постепенно приобретенных путем отбора».
Из переписки со студентом:
Очевидно, "примеры, когда животные, происшедшие от взаимного скрещивания, близко походили на одного из родителей", о которых пишет Дарвин - это примеры признаков, обусловленных мутациями единичных генов, причем мутациями с сильным фенотипическим эффектом. Это могут быть мутации генов-регуляторов высокого уровня ("лишние пальцы", "отсутствие хвоста или рогов"), или мутации, выводящие из строя какой-то биохимический каскад (напр., синтеза меланина). В результате таких "макромутаций" получаются организмы, резко отличные от своих родителей. И в дальнейшем измененный признак будет наследоваться "по Менделю" ( = "когда животные, происшедшие от взаимного скрещивания, близко походили на одного из родителей), прежде всего потому, что такой признак определяется только одной мутацией в одном гене. Мендель как раз такие признаки и выбрал для своей работы - признаки, зависящие только от одного или немногих генов - и это позволило ему открыть законы классической генетики.
Но, как справедливо пишет Дарвин, большинство признаков (морфологических) так себя не ведут, они наследуются более "плавно", т.е., например, у гибридного потомства состояние признака будет какое-то промежуточное между отцовским и материнским. Потому что большинство признаков, "постепенно приобретенных путем отбора", приобретаются не за счет закрепления одиночных "макромутаций", а за счет закрепления множества мелких мутаций (мутаций со слабым фенотипическим проявлением) во многих разных генах. Признак, зависящий от большого количества генов, законам Менделя очевидным образом подчиняться не будет. И среди морфологических признаков таких - большинство.
****
Мне кажется, если бы Дарвин все-таки прочел работу Менделя, он бы не воспринял ее как подтверждение своей теории, а как раз наоборот - он бы воспринял ее как аргумент "против". И у него был готов сильный контраргумент: большинство признаков наследуются вовсе не по Менделю. По Менделю наследуются только признаки "почти уродливые по своей природе".
Может быть, и не было бы ничего хорошего, если бы Дарвин прочел Менделя. Генетика в своей зародышевой форме только помешала бы становлению эволюционной теории. Понадобилось несколько десятилетий упорных исследований, чтобы благополучно объединить дарвинизм с генетикой.
![[identity profile]](https://www.dreamwidth.org/img/silk/identity/openid.png){kind=small}
no subject
Date: 2011-10-22 12:16 pm (UTC)no subject
Date: 2011-10-22 07:57 pm (UTC)Любая наука в юношеском возрасте слишком много о себе мнит. И генетика, и информатика... Если бы Мендель не закончил свои опыты на ястребинке, а продолжал копать дальше, генетика появилась бы на пару десятилетий раньше. В этом его отличие от Дарвина. Научная работа - это 99% пота, и 1% - озарения. А Дарвин, скорее всего, первым бы оценил его работы: кошмар Дженкина мучил его до конца дней.
Кстати, я говорил об изменении структуры ДНК, а не белка. Раньше считалось, что белки гибкие и подвижные, а ДНК - жесткая спираль. Сейчас считается, что наоборот. То есть, одна и та же последовательность нуклеотидов, в зависимости от внешних условий, имеет разный смысл.
no subject
Date: 2011-10-22 10:07 pm (UTC)знал прикуп, то жил бы в Сочи.
> Любая наука в юношеском возрасте слишком много о себе мнит.
Во-первых, наука не мнит, мнят люди. Ежели некто чересчур верует в биоинформатику - это проблема этого человека, а не биоинформатики. А вы всю биоинформатику намереваетесь заклеймить продажной девкой империализма. Во-вторых, некоторый оптимизм относительно своих возможностей полезен в качестве мотивации для продолжения исследований.
> Кстати, я говорил об изменении структуры ДНК, а не белка.
Не суть важно. Необъятное-то в любом случае объять нельзя. Вот представьте - заходите вы в столовую и говорите повару - вот, ты думаешь, накормил человека, а теперь трава не расти? Нет, милок, человек-то не хлебом единым жив, пойди одежду пошей и дома построй. Приблизительно так же выглядит ваше воззвание к биоинформатикам изучать молекулярную динамику.
Конечно, междисциплинарность - это круто, но без проработки отдельных дисциплин она потеряет свою основу и превратится в схоластику. И вообще, как я уже здесь говорил, наука состоит в сведении отдельных ипостасей мира к простым вещам, ибо иначе вовсе невозможно понять хоть что-либо о мире.
> То есть, одна и та же последовательность нуклеотидов, в зависимости от внешних условий, имеет разный смысл.
Можно примеры? Уж очень это заявление смахивает на очередное опровержение теории эволюции или теории относительности. Может быть, вы биоинформатику решили опровергнуть?
no subject
Date: 2011-10-22 11:03 pm (UTC)>Можно примеры?
Таких примеров пока не знаю, но вот пример того, как учитывая физические свойства ДНК, можно найти больше, чем используя текстовый подход:
"The three-dimensional molecular structure of DNA, specifically the shape of the backbone and grooves of genomic DNA, can be dramatically affected by nucleotide changes, which can cause differences in protein binding affinity and phenotype. We developed an algorithm to measure constraint on the basis of similarity of DNA topography among multiple species using hydroxyl radical cleavage patterns to interrogate the solvent accessible surface area of DNA. This algorithm found that 12% of bases in the human genome are evolutionarily constrained—double the number detected by nucleotide sequence-based algorithms. Topography-informed constrained regions correlated with functional non-coding elements, including enhancers, better than regions identified solely on the basis of nucleotide sequence. These results support the idea that the molecular shape of DNA is under selection and can identify evolutionary history."
http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC2749491/