Про баню, стресс и касту сверхсолдат

[macroevolution]

Коллекционирую - вот уже лет 5 - исследования, имеющие хоть какое-то отношение к т.н. "эпигенетической теории эволюции", развиваемой М.А.Шишкиным из нашего института (улов не велик, но кое-что набралось). Эта теория практически неизвестна за пределами бывшего СССР, но удивительно популярна среди наших теоретиков-эволюционистов. Что мне в этой теории отчетливо не нравится - это воинственная риторика, используемая в ее текстах (СТЭ - на помойку, ЭТЭ - на пьедестал), и активная эксплуатация "эффекта голого короля", т.е. когда мысль излагается такими умными и непонятными словами, что читатель боится возразить, опасаясь, что чего-то не понял или понял не так. Если очень упрощать, то, на мой взгляд, теория основана на абсолютизации таких эволюционных механизмов, как эффект Болдуина и генетическая ассимиляция морфозов. Рациональное зерно безусловно есть, но это не "смена парадигмы", а всего лишь ценное дополнение к общепринятому - нормальное развитие, а не революция. Может, когда-нибудь напишу обзорчик, давно собираюсь. А пока - две новости, довольно сложные, но важные и интересные, обе из Science. Меня тут, помимо прочего, интересует явление стохастической изменчивости, которая не связана ни с генетическими различиями, ни с разными условиями среды. Этой изменчивостью обычно пренебрегают, но в природе она есть, а уж в нашей модели онтогенеза она прямо-таки изо всех щелей полезла - довольно интригующее обстоятельство.

Стресс помогает справиться с вредными мутациями

Эксперименты на червях C. elegans показали, что эффекты многих вредных мутаций отрицательно коррелируют с силой реакции организма на перегрев. У особей, энергично реагирующих на тепловой стресс, многие вредные мутации не проявляются в фенотипе. Это объясняется тем, что белки-шапероны, вырабатывающиеся при перегреве, помогают другим белкам восстановить «правильную» трехмерную конфигурацию независимо от того, чем она была нарушена — перегревом или мутацией. Кроме того, особи с сильной реакцией на стресс живут в среднем дольше. Казалось бы, отбор должен был закрепить устойчиво высокий уровень реакции на стресс, однако этот уровень сильно варьирует даже у генетически идентичных червей. Как выяснилось, это связано с тем, что особи с сильной реакцией на стресс «платят» за свои преимущества пониженной плодовитостью. Поэтому в переменчивых и непредсказуемых условиях, характерных для природных местообитаний C. elegans, оптимальной стратегией оказалось сохранение стохастической изменчивости по данному признаку.

Параллельная эволюция касты «сверхсолдат» у муравьев получила объяснение

У нескольких видов муравьев из обширного рода Pheidole кроме обычных рабочих и солдат есть каста «сверхсолдат», защищающих колонию от набегов кочевых муравьев. Ученые из Канады и США показали, что если личинок тех видов Pheidole, у которых сверхсолдат нет, обработать ювенильным гормоном, личинки превращаются в сверхсолдат. У некоторых из этих видов аномальные особи, похожие на сверхсолдат, изредка встречаются в природе. Вероятно, потенциальная способность к такому «морфозу» (развитию измененного фенотипа при неизменном геноме) унаследована всеми Pheidole от общего предка, хотя у большинства видов она проявляется только в виде редкой аномалии. У видов, подвергающихся атакам кочевых муравьев, наличие таких аномалий оказалось полезным, и отбор закрепил этот фенотип, сделав его появление в колониях регулярным. Данный эволюционный механизм, известный под названием «генетической ассимиляции морфозов», объясняет независимое развитие касты сверхсолдат в нескольких эволюционных линиях муравьев.

Comments

[doliolida.livejournal.com]

По поводу муравьев возникает вопрос. Разве ситуация с «всплыванием» древнего фенотипа, для которого в геноме уже есть программа, независимо в разных линиях – это не хорошо известный сценарий?
Приходит на ум независимое появление крыльев у палочников (в эволюции), появление зубов у мутантных куриц (это уже в эксперименте). Или таких примеров пока очень мало?

[doliolida.livejournal.com]

Прошу прощения, обнаружила, что у Вас на элементах все это уже написано :)

[petrkiskin.livejournal.com]

Вот насчет "одинаковых" условий всегда есть вопрос. Даже в якобы гомогенной экспериментальной среде есть некая стохастика и стохастическая изменчивость сводится к модификационной.

[chieffff.livejournal.com]

Одно из основных объяснений - изменение терморегуляции. При жизни в саванне, где днем очень жарко, нужна интенсивная теплоотдача. С этим связывают активную работу потовых желез и - уменьшение (а не полное, кстати, исчезновение) волосяного покрова. Обратите внимание, что на голове волосы сохранились - это, вероятно, защита от перегрева. И, кстати, вертикальное положение тела тоже выгодно - площадь нагрева уменьшается.

[dims12.livejournal.com]

То есть, причина -- "переезд" в саванну? А все саванные животные не имеют шерсти?

[macroevolution.livejournal.com]

Да, есть примеры, конечно. Но каждый новый все равно интересен. А тут еще вдобавок любопытная деталь, что эта программа реально иногда проявляется в виде редкой аномалии у видов, не имеющих сверхсолдат, т.е. получается совсем "по Шишкину".

[macroevolution.livejournal.com]

Интересная параллель.

[macroevolution.livejournal.com]

Не знаю, но можно предположить, что, во-первых, слишком много кушают (экономически невыгодно заменять всех солдат сверхсолдатами), во-вторых, хуже справляются с функциями обычных солдат и используются только для дополнительной специальной функции - обороны от кочевых муравьев. Для более содержательного ответа нужно рыться в литературе.

[chyyr.livejournal.com]

Я так и понял, что речь о шерстяном покрове.

Сформулирую возражение конкретнее:
европейцы носят одежду и не имеют шерстяного покрова
папуасы не носят одежду и не имеют шерстяного покрова
китайцы носят одежду и не имеют шерстяного покрова
африканские пигмеи не носят одежду и не имеют шерстяного покрова
и т.д.

Так есть ли какая-то взаимосвязь между отсутствием шерстяного покрова и одеждой? Или сотни тысяч лет назад все ходили одетыми, а потом некоторые перестали?

(под "не носят одежду" имеется в виду "не носят одежду, закрывающую все тело или большую его часть". Набедренные повязки не в счет - тем более, под набедренными повязками шерсть очень даже есть)

PS Если что, я не считаю, что это случайность, но я считаю, что она не связана с одеждой. (Вернее, связь есть, но в обратную сторону: шерсти нет => в прохладном климате приходится одеваться)

[chieffff.livejournal.com]

1. Вероятная причина - переезд саванну.

2. "А все саванные животные не имеют шерсти?" Задам встречный глупый вопрос: а все, кто потерял шерсть, носят одежду? :)
Нет, не все саванные животные не имеют шерсти. Естественно, потеря шерсти - это не единственный возможный способ борьбы с перегревом. Существуют и другие способы. Например, многие падальщики жару "пересыпают", а покушать выходят вечером. Предполагается, что способность активно действовать в течение дня, под палящим солнцем, позволила древним гоминидам занять нишу дневных падальщиков.

[3seemingmonkeys.livejournal.com]

интересно почему другие падальщики не пробовали облысеть.
или были какие нибудь голые падальщики милионов 5 лет назад? которых потом вытеснили homo?

кажется была какая-то хищная свинья...

[chieffff.livejournal.com]

Проблема в том, что сложно определить по ископаемым костям - была шерсть или не было ее :).

Вообще, интересный момент: у птиц-падальщиков часто голая голова и шея. Например, грифы и марабу. Причем объяснение этому такое: если бы голова и шея были покрыты перьями - там налипали бы кусочки гниющего мяса и приводили к размножению бактерий. Вот и еще один аргмент о пользе облысения.
Правда, слабенький аргумент, т.к. у массы млекопитающих-падальщиков с шерстью всё в порядке.

[chieffff.livejournal.com]

Кстати, часто упоминается и такой довод в пользу "облысения", как уменьшение количества паразитов и меньшие энергетические затраты на гигиену :) В засушливой саванне - немаловажный момент.
Кстати, с появлением одежды проблема борьбы с паразитами должна была вновь резко обостриться. :)

[dims12.livejournal.com]

> Так есть ли какая-то взаимосвязь между отсутствием шерстяного покрова и одеждой?

Разумеется.

Суммарная численность папуасов и пигмеев составляет несколько миллионов человек. Европейцев пол миллиарда, китайцев миллиард. Разумеется, отбор работает сильнее по тем условиям, в которых проживает большинство вида. Кроме того, в больших популяциях отбор происходит быстрее.

> Или сотни тысяч лет назад все ходили одетыми, а потом некоторые перестали?

Очевидно, так оно и было. Вы разве не знаете, что все человеческие расы -- это один и тот же вид?

> Вернее, связь есть, но в обратную сторону: шерсти нет => в прохладном климате приходится одеваться

Это и есть случайность, если само исчезновение шерсти, по Вашему мнению, ничем не обсуловлено. Последствия этой случайности дела не меняют.

[dims12.livejournal.com]

> все, кто потерял шерсть, носят одежду? :)

Все, кто потерял шерсть, по тем или иным причинам перестали в ней нуждаться. Человек перестал в ней нуждаться по причине того, что изобрёл одежду (ИМХО).

> Естественно, потеря шерсти - это не единственный возможный способ борьбы с перегревом.

Тем не менее, хотелось бы знать, насколько популярен именно этот способ?

[chieffff.livejournal.com]

"Человек перестал в ней нуждаться по причине того, что изобрёл одежду"

Видимо, зря я старался. :(
Подскажите, зачем одежда нужна в Африке?

"Тем не менее, хотелось бы знать, насколько популярен именно этот способ?"

Ряд примеров Вам привели выше. Бегемоты, носороги, слоны, некоторые свиньи, некоторые буйволы.

[chieffff.livejournal.com]

Вы это серьезно, или шутите?
На планете миллиард негров, если что. Но при чем тут численность СОВРЕМЕННОГО населения? Речь ведь идет о далеком прошлом.

[2born.livejournal.com]

Спасибо, я так и думал. Но как же этим можно пренебрегать?????

[dims12.livejournal.com]

> Подскажите, зачем одежда нужна в Африке?

Затем же, зачем нужна шерсть. У многих африканских животных она есть. Например, у обезьян, верблюдов, тигров, львов, жирафов. Вы думаете, в Африке всегда жарко? Распространённое заблуждение! Ночью там бывает холодно, а зимой иногда даже промерзает почва, даже в пустыне Сахара!

> Бегемоты, носороги, слоны, некоторые свиньи, некоторые буйволы.

Не было доказано, что у этих животных нет шерсти именно по причине того, что им жарко. Бегемоты, носороги и слоны -- это крупнейшие животные планеты. Они могут сохранять тепло благодаря толстым жировым слоям. То есть, шерсть им может быть не нужна по причине их размера.

[dims12.livejournal.com]

> Вы это серьезно, или шутите?

Мне почему-то кажется, что шутите именно Вы!

> На планете миллиард негров, если что.

Этот миллиард негров ходит голыми? Я уже Вам говорил в другом сообщении, что в Африке бывает холодно. Что прикажете делать бедным неграм в этот период?

Есть ещё одно распространённое заблуждение -- будто бы шерсть греет. Это не так. Шерсть задерживает циркуляцию воздуха и тем самым выступает теплоизолятором. Она может как удерживать тепло внутри, так и не пускать его внутрь. Поэтому, например, среднеазиатские народы ходят в халатах, прямо по своим пустыням. Хотя казалось бы, они должны разоблачаться!

[chieffff.livejournal.com]

"Не было доказано, что у этих животных нет шерсти именно по причине того, что им жарко"

Причина очевидна - когда-то они носили одежду (как и папуасы). :)

[chieffff.livejournal.com]

"Что прикажете делать бедным неграм в этот период? "

Спросите у него:
Это между прочим Южная Африка, далеко не самая жаркая часть континента.

[chieffff.livejournal.com]

"Ночью там бывает холодно, а зимой иногда даже промерзает почва,"

То-то наш народ в Новый год в Египте купается. Моржи!

"даже в пустыне Сахара!"

Пустыня Сахара - колыбель человечества :))))))))))

[dims12.livejournal.com]

Наконец-то Вы поняли! Не зря я старался :)

[dims12.livejournal.com]

Я уже понял, что, кроме ёрничанья, у Вас аргументов нет :)