Обзор новостей биофармы за 2023 год. Искусственный интеллект проанализировал данные о 170 тысячах вымерших видов и обнаружил, что классические теории развития жизни неверны. Организмы не поддаются адаптации и постепенному накоплению улучшений. Такая точка зрения упускает из виду самое важное — деструктивный элемент хаоса, определяющий эволюцию.
Круговорот химических элементов в биосфере
Быть гомосексуалом в современном Сан-Франциско, возможно, совсем не то же самое, что быть им же в Афинах 25 веков назад. Мало существует видов поведения, которые были бы неизменны и абсолютны, как язык и сон. Тем не менее мы можем быть вполне уверены, что некоторые стороны сексуального поведения, универсальная любовь к жирному и сладкому и склонность откладывать жировые запасы — это черты, которые у наших предков были адаптивным поведением, но в наши дни необязательно являются таковым. Наконец, есть очень обширная категория видов поведения, которые иногда считаются адаптациями, но об эволюции которых нам практически ничего не известно. Точно таким же образом, по их мнению, язык способствовал созданию сложного общества и культуры. Но в конечном итоге все эти идеи сводятся к непроверенным теориям, которые, быть может, и проверить-то нереально. Я лично считаю, что умозаключения насчет эволюции человеческого поведения обязательно должны быть основаны на столь же скрупулезных исследованиях, какие обычно применяются при изучении других животных, не человека. Но гены еще не судьба.
Эгоизма, аморальности и несправедливости в мире по-прежнему в избытке. Но присмотритесь повнимательнее, и вы увидите также бесчисленные поступки, говорящие о доброте и альтруизме. К счастью, и они исчезли. Более богатые народы осознают, что обязаны помогать, а не эксплуатировать народы победнее. Нас стало больше волновать обращение с животными. Следовательно, ясно, что, каково бы ни было наше генетическое наследство, оно не смирительная рубашка, которая навеки сковывает нас и заставляет вести себя так же, как наши звероподобные предки.
Оно радикально отличается от общепринятого оптимистического понимания эволюции. Вульгарная теория эволюции рассматривает эволюцию как механизм противодействия и нейтрализации хаоса, смерти и разрушения и в целом как историю со счастливым концом. Такая теория эволюции противостоит депрессивно-реалистическому взгляду, воспринимающему эволюцию как разворачивание хаоса и деструктивных сил. Депрессивный дух альтернативного прочтения Цапффе может послужить основанием для создания отличного от расхожего предания об эволюции, которое на этот раз не избегало, а включало бы инициацию в тайны смерти и страдания всего живого. Это предание было бы совместимо с некоторыми постдарвиновскими теориями. Традиционная дарвинистская перспектива частично признает важную роль деструктивных хаотических процессов в эволюции, но делает акцент на позитивных процессах генерации и упорядочивания. Она рассматривает хаотические силы как второстепенные по отношению к упорядочивающим. Две основные составляющие теории эволюции Дарвина: вариативность и отбор. Вариативность соответствует хаотическому процессу, а отбор — упорядочивающей и стабилизирующей силе. Патрик Фортерре признает «историческую ориентацию большинства эволюционистов на отбор, а не на вариации», и упрекает конвенциональный дарвинизм в том, что он сводит теорию Дарвина к отбору, в то время как вариации считает менее важными. Как указывает Фортерре, такая приоритизация существует вопреки тому, что сам Дарвин делал акцент на вариациях. Эволюционисты долгое время находились под влиянием традиционных взглядов, которые концентрировались на сути вещей и напоминали идеализм Платона. Они стремились найти идеальные прототипы видов, по отношению к которым вариации организмов и популяций считались бы отклонениями. Это соответствует мнению о некоторых видах как о более приспособленных к выживанию ближе к идеальному прототипу , а о некоторых как о менее приспособленных неадекватные отклонения от природного идеала. Сам Дарвин не был полностью лишен понимания отбора как некой сверхсилы, которая планомерно движется к прогрессу. Тем не менее, по мнению Фортерре, наиболее важное открытие Дарвина подрывает эту мысль. Согласно этому открытию, отбор — всего лишь последствие, а не предвестник и цель вариативности. В то время как для дарвинистских эволюционистов именно «отбор вместо вариации стал Deus ex machina, рассортировывающей из хаоса случайных мутаций лишь те, которые имеют смысл для организма». Столкнувшись с хаосом и с порядком, они отводят последнему определяющую роль и тем самым сводят наследие Дарвина обратно к традиционному мышлению, в то время как «великая заслуга Дарвина заключалась в том, что он перевернул эту перспективу с ног на голову». Радикализируя это понимание Дарвина, можно сказать, что вариативность сама по себе не служит отбору и не существует для того, чтобы быть упорядоченной посредством отбора, скорее наоборот, условный порядок — это след или определенное состояние хаоса. Эволюционистская перспектива, будучи ориентированной на отбор, подразумевает фантазию о том, что возможен идеальный прототип полностью адаптированного организма. В соответствии же с перспективой, ориентированной на вариативность, эволюция скорее должна быть интерпретирована как хаотическая вариация, когда то, что считается адаптацией, — это просто определенное временное состояние вариации. Адаптация как таковая не является целью и никогда не наступает, не бывает полностью благоприятных результатов отбора. Эволюция не история со счастливым концом, а вариации на тему плохих концов. Мутации общепринято считать основным источником генетической вариативности. Как в повседневном, так и в научном языках слова «мутация» и «мутанты» несут в себе отрицательный оттенок, воспринимаются как нечто связанное со злыми, больными, чудовищными и разрушительными силами. Мутанты воспринимаются как чудовища, дьявольское отродье. Трагизм эволюции в том, что этого никогда не происходит. Конвенциональная эволюционистская перспектива предполагает, что мутационные вариации представляют собой исходный материал, с которым потом взаимодействуют упорядочивающие и стабилизирующие силы эволюции такие как естественный отбор. Мутировавшие гены присутствуют у всех видов, даже относительно небольшое количество мутаций дает значительный потенциал для генетической вариативности. Дарвинистская концепция, делающая акцент на отборе, предполагает, что благодаря его работе полезные мутации сохраняются и накапливаются в форме адаптаций, в то время как носители вредных мутаций имеют более низкий шанс на выживание. Дескать, благодаря этому сохраняются и накапливаются только благоприятные мутации, и таким образом каждый вид развивается в направлении своей наибольшей адаптированности. С этой точки зрения эволюция представляет собой процесс положительного отбора, который способствует выгодным вариациям и ведет к повышению приспособленности и жизнеспособности. Из этой перспективы цель эволюции — устранить недостатки и поддержать адаптацию.
Инертный и малорастворимый азот N2 накапливался со временем и образовывал около 3,4 миллиарда лет назад основную составляющую атмосферы. Выпадение в осадок прореагировавшего с ионами металлов растворенного углекислого газа карбонаты и дальнейшее развитие живых существ, которые ассимилировали углекислый газ, привело к уменьшению CO2-концентрации и повышению значения pH в водоёмах. Кислород O2 играет важнейшую роль в дальнейшем развитии атмосферы. Он образовался с появлением способных к фотосинтезу живых существ, предположительно цианобактерий сине-зелёных водорослей или им подобных прокариотов. Ассимиляция ими углекислого газа привела к дальнейшему понижению кислотности, насыщенность атмосферы кислородом оставалась всё-таки довольно низкой. Причина этого — незамедлительное использование растворенного в океане кислорода для окисления двухвалентных ионов железа и других окисляемых соединений. Около двух миллиардов лет назад этот процесс завершился, и кислород стал постепенно накапливаться в атмосфере. Очень реакционноспособный кислород легко окисляет восприимчивые органические биомолекулы и становится таким образом фактором отбора окружающей среды для ранних организмов. Только немногие анаэробные организмы смогли переместиться в свободные от кислорода экологические ниши, другая часть выработала ферменты например, каталазы , которые делают кислород не опасным. В некоторых микроорганизмах из подобных энзимов развились комплексные мембранные энзимы — конечные оксидазы, которые метаболически использовали присутствующий кислород для накопления энергии, необходимой для роста собственной клетки — конечная стадия окисления в аэробной цепи дыхания. В зависимости от организма имеются различные формы конечных оксидаз, например, хинол-оксидаза или цитохром C — оксидаза, которые различаются активными центрами, содержащими ионы меди и гемы. Это даёт основание полагать, что они произошли различными параллельными путями развития.
В результате человечество стремительно тупеет, разделяясь не только на богатых и бедных, но и на умных и... А это коррелирующие понятия, до уровня IQ 115. Так что ради будущего ваших детей на это стоит обращать внимание. Доктор Курпатов считает это главной проблемой современности. Рекомендую его лекции, кстати. Сложим описанное выше вместе — вывод очевиден. Белый северный зверек песец подкрался на мягких лапах незаметно и, нагло ухмыляясь, говорит нам: «Ну здравствуй, вот и я! Но я работаю над этим. Впрочем, куда податься жирненькому слегка , с языком на плече, отупевшему от лавины информации крестьянину то есть мне , я, по крайней мере, знаю. Есть «соломинка», за которую можно уцепиться. Природа… Прокатиться по лесу на лыжах или летом велосипеде, да просто прогуляться в сосновом бору — лучшее лекарство для измученных тела и души. Хорошо бы, конечно, иметь свой дом, одновременно в городе и в лесу. И это возможно!
Что случилось с часами?
- Российский астрофизик — об эволюции представлений учёных о Вселенной
- Мутации: двигатель эволюции становится концом эволюции!
- Связывающие металл белки построены по принципу конструктора Lego
- Новое исследование может изменить взгляд на теорию эволюции - Российская газета
- Эволюция новости • AB-NEWS
- Трагическое предание об эволюции: люди, олени и другие чудовища — Нож
Ученые нашли новые данные о появлении жизни на Земле
Обзор новостей биофармы за 2023 год. ЭВОЛЮЦИЯ (от лат. evolutio – развёртывание), процесс необратимых историч. изменений в природе и обществе. Ссылки 1. Элементы: Популярный сайт о фундаментальной науке. Новости науки.
Откуда взялись элементы?
| Ученые и философы открыли новый закон эволюции природы | Совместно с Игорем Сунчелеем В работе сделана попытка расширить теорию эволюции Дарвина на неживую природу, показать, что биологическая эволюция является одним из. |
| Ученые нашли новые данные о появлении жизни на Земле - | Эволюция — Эта статья — о биологической эволюции. Другие значения термина в заглавии статьи см. на Эволюция (значения). Филогенетическое дерево, построенное на основе анализа последовательностей генов рРНК. |
| Новости эволюции человечества | АКАДЕМГОРОДОК | Научные новости по оригинальным исследовательским статьям в ведущих научных журналах, написанные действующими учеными. |
| Последние открытия, изменившие представления об эволюции | Технически эволюция видов проходит так (упрощенное представление). Основой эволюции является изменение генов индивидуумов. |
| «Элементы» 2024 | ВКонтакте | Другим примером динамической системы является звезда, которая эволюционирует под действием ядерных реакций, превращающих легкие элементы в тяжелые. |
Потерянный элемент эволюции
Подпишитесь , чтобы быть в курсе. Макроскопические законы природы описывают и объясняют феномены, с которыми мы сталкиваемся ежедневно. Эти естественные законы силы, движения, гравитации или электромагнетизма были открыты более 150 лет тому назад, пишет Phys. В новой работе специалисты из Исследовательского института Карнеги, Калифорнийского технологического института, Корнеллского университета и Университета Колорадо ввели дополнительный пункт — макроскопический закон, рассматривающий эволюцию как общую характеристику комплексных систем природного мира, которые имеют следующие свойства: Они сформированы из множества различных компонентов — атомов, молекул, клеток — которые могут по-разному и многократно упорядочивать себя. Они подвержены естественным процессам, которые вызывают бессчетные структурные перетасовки. Только небольшая доля всех этих конфигураций выживает в процессе «отбора по функции». Вне зависимости от того, биологическая эта система или нет, когда новая конфигурация оказывается эффективной, происходит эволюция. Важным элементом нового Закона об умножении функциональной информации, как его назвали авторы, является идея отбора по функции. В случае биологии Дарвин соотносил функцию прежде всего с выживанием — способностью прожить достаточно долго, чтобы произвести жизнеспособное потомство.
Все искусственные химические материалы производятся людьми благодаря помещению сырья и полуфабрикатов в новые внешние условия, самопроизвольное возникновение которых в условиях неживой природы крайне маловероятно. А теперь все предыдущие умозаключения уже позволяют нам дать более точное определение понятия эволюции природы, формализующее наше интуитивное представление о движении «вперед». Эволюция природы — это процесс создания природой новых, ранее не существовавших, форм и условий существования материи. Свои версии определения феномена жизни дали многие исследователи, однако, общепринятого определения у нас нет до сих пор. Поставим задачу более строго. Предположим, что у нас есть возможность наблюдать не только за поведением знакомого или не знакомого нам объекта, но и за внутренним состоянием его материи. Тогда будем искать такое определение, которое по результатам этого наблюдения однозначно позволило бы отнести объект к живой или к неживой природе. Поведение объекта определяет первый фактор эволюции. Поэтому ключевые отличия живой и неживой природы будем искать в отличиях их способов сопротивления неизбежным изменениям. Живой объект сам является источником изменений, причем он имеет возможность выбора из набора доступных ему видов реакций на внешние и внутренние условия. Технически живой объект можно представить как систему управления, блок-схема которой приведена на рисунке 2. Внутренние изменения могут быть следствием внешних изменений, а могут и не быть. Приведем по одному примеру обоих случаев. Понижение температуры окружающего воздуха может грозить живой особи переохлаждением. Здесь изменение внутреннего состояния особи является следствием изменения внешних условий. Напротив, главная причина старения организма особи заключается не в изменении внешних условий, а в том, что механизм старения клеток закодирован в полученной особью от родителей наследственной информации. Алгоритм управления F работает с учетом прошлого опыта. Прошлый опыт может возникать двумя способами: Передаваться с наследственной информацией; Накапливаться в процессе жизнедеятельности. Память для хранения прошлого опыта, переданного с наследственной информацией, является частью алгоритма управления. Обратим внимание, что для живого объекта наличие накопленного в процессе жизнедеятельности опыта не является обязательным, в противном случае новорожденных детей нельзя было бы признать живыми. Поэтому для живого существа не является обязательным и наличие у него показанного пунктиром блока памяти для хранения накопленного в процессе жизнедеятельности опыта. Любой алгоритм управления основан на попытке приближения наблюдаемых параметров к набору неких целевых значений. Целями алгоритма управления F могут быть: противостояние вредоносным бактериям и вирусам, утоление голода, отдых, воспитание детей, победа на соревнованиях, зарабатывание денег и так далее. Очевидно, что главной целью живого существа должна быть борьба за жизнь. Эта цель всегда должна иметь наивысший приоритет, все остальные цели возникают только в такие моменты времени, когда алгоритму управления удалось создать условия, при которых угроза жизни временно устранена. А теперь, после всех предыдущих умозаключений, мы, наконец, дадим свою версию определения жизни. Приведем два важных следствия из определения жизни. Следствие 1. Все живые материальные объекты ведут энергетически затратный способ существования. Датчики, процессор, память и исполнительные механизмы не являются вечными двигателями, для их работы требуется источник энергии. Следствие 2. Все материальные объекты, ведущие энергетически не затратный способ существования, являются неживыми. Следствие 2 логически следует из следствия 1. Теперь проверим наше определение на примерах. Отметим, что следствие 2 сразу позволяет отнести к неживой природе все объекты с энергетически не затратным способом существования, такие как: камни, озера, карандаши, ложки и многие другие. Этот вывод совпадает с нашим жизненным опытом. Теперь проверим определение на объектах с энергетически затратной формой существования. Когда дров в костре много, огонь разгорается, когда дров остается меньше, огонь постепенно затухает. Может быть, огонь становится меньше потому, что костер хочет дольше гореть? Нет, интенсивность реакции горения определяется только количеством и качеством дров и состоянием внешней среды. Это не костер управляет интенсивностью горения, а человек, подкладывая в костер дрова. Вывод: неживой. Жертвующий жизнью или идущий на суицид человек. На уровне своего сознания он отказался от борьбы за жизнь и управляет своими конечностями таким образом, чтобы ее прекратить. Но его организм от жизни еще не отказался. Организм продолжает управлять другими исполнительными механизмами тела в целях продолжения жизни: сердцем, мышцами дыхания, пищеварительной системой и так далее. Вывод: живой. Человек в состоянии клинической смерти. Сердце остановилось, но смерть не наступает одномоментно, организм умирает постепенно по мере прекращения энергетически затратного обмена веществ, который в разных частях организма наступает в разные моменты времени. Вывод: человек считается живым до тех пор, пока хотя бы одна клетка организма продолжает обмен веществ. Ребенок в чреве матери. Для своего роста он использует энергетически затратный способ синтеза белка, который ему нужен для последующего рождения. Выводы из приведенных примеров показывают, что у них нет противоречий со здравым смыслом. Предлагаем читателям самим проверить определение на Солнце, летящей пуле, растениях, на семенах растений, на яйцах птиц и земноводных, на сперматозоиде, молекуле белка и на любых других объектах. Мы же проверим наше определение на самом сложном и одновременно самом интересном примере с, казалось бы, заранее известным ответом. Представим себе созданного людьми несложного робота, который запрограммирован на выполнение правила стропальщика: «Не стой под грузом! Подъемный кран держит над площадкой груз, а крановщик старается расположить его над роботом. Робот следит за положением груза и, стараясь не оказаться под ним, все время отъезжает в сторону.
Исследователи пришли к выводу, что сложные природные системы развиваются до больших и разнообразных структур. Это означает, что процессы эволюции затрагивают не только жизнь на Земле, но и планеты, звезды, галактики, атомы, минералы и многое другое. Например, законы природы, связанные с силами и движением, гравитацией, электромагнетизмом и энергией, были описаны более 150 лет назад.
Радиально-симметричные голопелагические организмы, плавающие с помощью ресничек, существуют и сейчас. Это — гребневики. От геккелевской гастреи они принципиально отличаются в первую очередь тем, что приобрели нервную систему и мышцы. Для «карьеры» планктонных хищников эти приобретения оказались крайне полезными. Тем не менее гребневики — это, вероятно, самые прямые наследники гастреи, какие только возможны в современном мире. Они никогда не имели никакой симметрии, кроме радиальной, и никогда не использовали никакой другой механизм плавания, кроме биения ресничек точнее, гребных пластинок, склеенных из множества ресничек. Некоторое исключение составляют ползающие гребневики см. Платиктениды , но они появились эволюционно недавно, и от них пока больше никто не произошел. Молекулярная филогенетика подтверждает, что гребневики — самая базальная близкая к основанию древа эволюционная ветвь настоящих многоклеточных животных. Они единственные, кто сохранил голопелагический жизненный цикл, свойственный гастрее но не губкам. Другая большая эволюционная ветвь настоящих многоклеточных животных вскоре перешла к пелаго-бентическому жизненному циклу, взрослая стадия которого живет на дне рис. Эта ветвь тоже приобрела нервную систему и мышцы и разделилась на две группы: стрекающих и билатерально-симметричных. Последних кратко называют билатериями. От коралла к медузе Билатерально-симметричные животные имеют четко дифференцированные стороны тела: спину, брюхо, «право» и «лево». Элементы диссимметрии например, у улитки или даже вторичной радиальной симметрии например, у морской звезды только дополняют их план строения. Всеми признано, что становление билатеральной симметрии было связано с ползанием по дну. В этих условиях брюшная сторона, обращенная к грунту, стала резко отличаться от спинной, и одновременно возник головной конец, на котором сконцентрировались органы чувств: на дне можно найти гораздо больше пищи, чем в водной толще, но только если активно искать. С этого и началась необычайно богатая событиями эволюционная история билатерально-симметричных животных, от плоских червей до человека. В учебниках обычно пишут, что у стрекающих кораллов, медуз, гидр и им подобных симметрия осталась древней, радиальной. В то же время зоологи всегда — по крайней мере, на протяжении последних ста с лишним лет — прекрасно знали, что у коралловых полипов внутренняя а иногда и внешняя симметрия на самом деле скорее билатеральная. Ее задает плоскость щелевидной глотки, которая занимает в теле кораллового полипа весьма существенное место В. Шимкевич, 1923. Биологические основы зоологии. От этого факта не отмахнешься: молекулярная филогенетика свидетельствует, что коралловые полипы образуют как минимум самую базальную эволюционную ветвь стрекающих, а как максимум — базальный эволюционный уровень, через который должны были пройти все представители этой группы. Возникает вопрос: не является ли билатеральная симметрия исходным для стрекающих признаком, а ее полное отсутствие у существ вроде пресноводной гидры — как раз вторичным? Эта проблема уже обсуждалась на «Элементах» см. Двусторонняя симметрия кораллов древнее радиальной , «Элементы», 26. Сейчас достаточно сказать, что возможен эволюционный сценарий, согласно которому и стрекающие, и билатерии произошли от донного билатерально-симметричного ползающего предка см. Билатерии так и остались ползающими и, разумеется, сохранили свою билатеральную симметрию. А вот предок стрекающих после короткого периода ползающей жизни прикрепился к субстрату. В результате у него произошла вторичная радиализация: прикрепленное хищное животное должно быть готово схватить добычу, с какой бы стороны она ни приблизилась. Так и возникли коралловые полипы. Упомянутый выше Госта Егерстен считал, что переход к донному образу жизни совершила не гастрея, а бластея. Но тогда элементы билатеральной симметрии должны были бы найтись и у гребневиков, чему нет серьезных подтверждений. У кораллов же они есть точно, причем у всех. Почти все коралловые полипы — существа или строго сидячие, или малоподвижные. А расселяться им как-то надо. Поэтому в их жизненном цикле сохранилась планктонная стадия — теперь она стала личинкой. У современных одиночных шестилучевых кораллов встречается планктотрофная личинка, очень похожая на гипотетическую геккелевскую гастрею, которая в конце концов оседает на дно см. Gemmill, 1920. The development of the sea-anemones Metridium dianthus Ellis and Adamsia palliata Bohad. Предположение, что это повторение рекапитуляция пройденного эволюционного пути, выглядит вполне правдоподобно. В других группах кораллов например, у восьмилучевых личинки становятся лецитотрофными. Рта и кишечника у таких личинок нет. А у более эволюционно молодых стрекающих в жизненном цикле появляется стадия медузы. Личинки обладателей медуз — планулы — сильно упрощены, рта у них не бывает никогда. Это понятно: медуза сама прекрасно умеет расселяться, так что роль планктонной личинки в этом деле уменьшается и тратить ресурсы на создание сложных личинок больше не стоит. Слишком сложная диплеврула Билатерально-симметричные животные — сестринская группа стрекающих. Решающим «изобретением» стрекающих, благодаря которому они и получили свое название, стал книдоцит — стрекательная клетка с выбрасывающейся ядовитой нитью. Появление книдоцитов сделало стрекающих очень эффективными хищниками и, вероятно, в какой-то мере компенсировало им отказ от подвижности. У билатерий такого преимущества на старте не было, и они продолжили ползать по дну в поисках добычи, с которой смогли бы справиться. Есть все основания полагать, что жизненный цикл древних билатерий был точно таким же, как и у древних стрекающих: пелаго-бентическим, с планктонной личинкой и донной взрослой стадией. Потребность к расселению у ползающих билатерий никуда не делась, а потому никуда не делась и плавающая личинка. Казалось бы, вот вам и объяснение наличия необычно выглядящих планктонных личинок у современных морских животных. Однако стоит присмотреться к этим личинкам чуть внимательнее, как становится ясно, что всё не так просто. Все билатерально-симметричные животные за исключением проблематичных ксенацеломорф ; см. Ксенотурбеллиды оказались близки к предкам двусторонне-симметричных животных , «Элементы», 15. И у тех и у других личинки бывают очень разными: каждый видел, например, бескрылую личинку кузнечика или водную личинку лягушки — головастика. Нас сейчас, однако, интересуют только «первичные» личинки, претендующие хоть на какую-то преемственность с пресловутой геккелевской гастреей. Многообразие таких личинок часто сводят к двум основным типам конечно, имея в виду, что это лишь первое приближение; см. Малахов, 1996. Происхождение хордовых животных. Типичная планктонная личинка первичноротых называется трохофорой , а типичная планктонная личинка вторичноротых — диплеврулой. Образцовые трохофоры есть у некоторых кольчатых червей и моллюсков. Что касается диплеврулы, то это общее название ранних личинок иглокожих и полухордовых , которые потом превращаются в торнарий у кишечнодышащих , бипиннарий у морских звезд и так далее. У всех этих личинок есть признаки, которые никак не позволяют вывести их прямо из геккелевской гастреи в отличие от личинок кораллов. Во-первых, гастрея радиально-симметрична, а у трохофор и диплеврул симметрия билатеральная — как у взрослых животных. Во-вторых, трохофоры и диплеврулы несут компактные группы специализированных клеток с мощными ресничками, которые называются ресничными шнурами. В общем, эти личинки явно прошли свой собственный непростой эволюционный путь. Радиально-симметричными и то лишь внешне у билатерий бывают только самые ранние личинки — например, свободно плавающие бластулы, которые встречаются у морских животных. Их симметрия напоминает о древнейших временах, когда билатерий, что называется, еще и духу не было. Но ответа на вопрос о происхождении трохофор и диплеврул это не дает. Воспари ввысь, стань личинкой Академик Владимир Васильевич Малахов с группой коллег из которых хочется особенно отметить Елену Николаевну Темереву недавно опубликовал статью, в которой изложил свой сценарий происхождения планктонных личинок билатерий. Откуда у трохофор и диплеврул билатеральная симметрия? Ответ очевиден: от взрослой формы, которая уже адаптировалась к ползанью по дну. Отсюда один шаг до предположения, что билатерально-симметричная личинка и есть юная по-научному говоря — ювенильная версия донной взрослой формы, в какой-то момент оторвавшаяся от дна и поднявшаяся в толщу воды. Очень похожие события совершенно точно происходили в эволюции кораллов. У одиночных шестилучевых кораллов цериантарий поздняя личинка, продолжающая плавать в толще воды, представляет собой довольно продвинутое животное с таким числом щупалец и внутренних перегородок, каким в других группах кораллов обладают особи, уже прошедшие метаморфоз и живущие на дне. Очевидно, у цериантарий исходно донная ювенильная стадия поднялась со дна и превратилась в планктотрофную личинку.
В лаборатории создали «внеземную жизнь» — и она стала жить по законам эволюции Дарвина
За полтораста лет своего существования идея эволюции на основе естественного отбора превратилась из гениальной догадки в глубоко проработанную научную теорию с изощренным. Учёные из Института молекулярной и клеточной биологии СО РАН и Тюменского государственного университета (ТюмГУ) предложили новую модель механизма. Словно находя лучшее решение для выживаемости в данных условиях, эволюция повторяет его для других видов через время и пространство. Технически эволюция видов проходит так (упрощенное представление). Основой эволюции является изменение генов индивидуумов. Вообще, несмотря на то, что в вопросе происхождения и эволюции древнего человека наука продвинулась значительно вперед, все это привело, скорее, к пониманию, что картина.
Революционное открытие в науке — запустите процесс эволюции элементов без границ!
Известное изречение Феодосия Добжанского гласит: «Ничто в биологии не имеет смысла, кроме как в свете эволюции». В базе данных кристаллографических структур макромолекул PDB. После того как водород истощен, он начинает превращать гелий в высшие элементы. Даже среди апологетов эволюции, которые ищут примеры полезных мутаций, лучшее, что они могут сделать, это привести примеры повреждающих мутаций. это маленькие кусочки ДНК, которые могут размножаться и распространяться в геноме. Американские и бразильские исследователи представили результаты наблюдений за эволюцией клеток с синтезированным искусственно минимальным геномом.
Cell: доисторические вирусы способствовали эволюции мозга за счет миелина
Лягушки – совершенно нелогичные существа. Они не видят неподвижные объекты, дышат кожей и глотают глазами. Их эволюция, как выясняется, полностью. ЭВОЛЮЦИЯ (от лат. evolutio – развёртывание), процесс необратимых историч. изменений в природе и обществе. Развитие земной атмосферы является частью химической эволюции и к тому же важным элементом истории климата. Сегодня её разделяют на четыре важные ступени развития. элементарная единица эволюции. популяция. элементарный эволюционный материал.
Как происходит эволюция (эволюция-4)
Попадая на поверхность, эти породы подвергаются эрозии, в результате чего часть углерода возвращается в круговорот. Кроме того, некоторое количество углекислого газа выделяется при извержениях вулканов, а часть органического углерода превращается в в результате лесных пожаров. Другим важнейшим элементом является азот. Он недоступен для большинства живых организмов. Только некоторые виды прокариот клубеньковые бактерии, почвенные бактерии родов азотобактер и клостридиум, цианобактерии могут превращать в ионы аммония. В дальнейшем этот азот включается в аминокислоты и белки.
После гибели этих организмов органические соединения азота снова превращают аммиак. Почвенные бактерии окисляют аммоний в нитриты, а затем в нитраты. В почву в конечном счете попадают азотистые продукты обмена животных, которые также окисляются микроорганизмами. Нитраты и аммоний из почвы поглощается корнями растений. В растения происходит восстановление нитратов до аммония, который включается в аминокислоты и белки.
Они служат пищей животным, которые частично используют их для создания собственных белков, а частично окисляются с образованием аммиака, мочевины, мочевой кислоты в зависимости от группы животных , которые выводятся в окружающую среду. Часть аммония в почве определенной группой бактерий окисляется до. Таким образом, круговорот практически полностью осуществляется живыми организмами.
Из этого потомства выживают те, у кого эти признаки усиливаются.
Например, наступает ледниковый период, становится холоднее и выживают только те виды, которые с каждым новым поколением все больше обрастают шерстью. И вот вам новый вид — шерстистый носорог. Эволюция состоялась. Можно сказать так: признаки, способствующие размножению вида, подвергаются положительному естественному отбору.
То есть способствуют выживанию особей вида, у которых такие признаки присутствуют. А признаки, препятствующие размножению вида, подвергаются отрицательному естественному отбору. То есть способствуют вымиранию особей вида, у которых такие признаки присутствуют. Возвращаясь к носорогам - неприспособившиеся особи могли все погибнуть, тем самым предковый вид вымирает полностью.
Или часть могли мигрировать на юг и остаться в живых на новых территориях. При этом на планете осталось жить два новых вида носорогов. То есть вымирание видов происходит из-за того, что они не приспосабливаются к новым условиям окружающей среды. А появление новых видов происходит из-за разделения видов.
Например, часть динозавров начали летать и дали начало птицам. Другая часть спустилась в воду и стала китами. А третья часть осталась на суше и вся вымерла. Еще пример.
Кистеперые рыбы, являющиеся предками всех сухопутных животных и птиц, в погоне за добычей стали выскакивать на берег. У части рыб постепенно усилились мышцы плавников и они смогли начать понемногу перемещаться по суше. И далее плавники эволюционировали в ноги, а рыбы превратились в сухопутных животных. А часть рыб так и осталась жить в воде.
Вот вам и два новых вида. В среде со стабильными условиями эволюция идет значительно медленнее. Но стабильность играет против видов, если условия вдруг начинают резко меняться, то большая часть видов не успевает приспосабливаться и вымирает. В местах со стабильными условиями это обычно тропики , виды имеют больше потомков и меньше о них заботятся.
То есть уровень кооперации в холодном климате генетически выше, чем в теплом. Потому в западных странах, где теплее, выше уровень индивидуализма, а в России, где холоднее, больше коллективизма. Чем больше изменяется среда обитания вида, тем быстрее он эволюционирует или движется к вымиранию. После изменения среды обитания эволюция ускоряется, а затем будет постепенно замедляться по мере приближения к равновесию.
Отбор, не уничтожающий популяцию полностью, ускоряет ее эволюцию. И чем большая доля индивидов не оставит потомства, тем быстрее популяция будет эволюционировать при условии сохранения хотя бы минимального числа индивидов, необходимого для поддержания популяции. Кстати, все живые организмы генетически запрограммированы на старение и умирание. Старение является неоправданной потерей размножающихся взрослых индивидов и не является биологически необходимым, так как некоторые виды живут сотни и тысячи лет например, остистая сосна до 5000 лет.
Но если индивид не состарится и не умрет, освободив территорию и ресурсы для следующего поколения, цикл смены поколений замедлится, и вид будет неспособен эволюционировать с достаточной скоростью, чтобы поспевать за изменениями среды. Эта проблема решается с помощью генетических часов, вызывающих старение индивидов.
По оси абсцисс — абсолютное время фазового перехода, отсчитанное от точки сингулярности [Панов 2008] Рис. Кривая роста численности человечества [Капица 1999]: ДП — область демографического перехода Скачкообразность эволюции. Для эволюционного процесса характерна неравномерность, неоднородность, ему совершенно не свойственна устойчивость. Эволюционные всплески, рост численности и разнообразия видов неоднократно сменялись эволюционными кризисами и вымираниями.
Рост биоразнообразия, усложнение биосферы. История биосферы — это история вымирания одних видов и возникновения других. На протяжении фанерозоя обычно выделяют 5—6 великих вымираний, во время которых на Земле биологическое разнообразие быстро в геологическом масштабе времени и резко снижалось. В промежутках между ними оно восстанавливалось и перед очередным вымиранием превосходило свой прежний уровень. В процессе эволюции биосферы число видов возрастало, биосфера распространялась на незанятые жизнью участки, включала в орбиту своей деятельности новые вещества, а энергию солнечных лучей и химических соединений утилизировала все более эффективно. В результате вымираний на смену примитивным видам приходили более совершенные [Колчинский 1990; Федонкин 1991].
В обоих случаях отсекаются носители косной наследственной информации, сдерживающей эволюцию» [Федонкин 1991]. Глобальные вымирания — неизбежные и необходимые составляющие эволюции, которую нельзя остановить. Важно при этом отметить эмпирическую закономерность социальной и биологической эволюции, выраженную правилом нефункционального разнообразия. Это правило заключается в том, что в условиях кризиса вероятность сохранения сложной системы пропорциональна накопленному в ней разнообразию, причем решающее значение приобретают те элементы, которые на прежнем этапе существования системы были задействованы в наименьшей степени [Снакин 2013]. Например, в раннепротерозойской эре накопление кислорода в атмосфере Земли привело к массовой гибели цианобактерий сине-зеленых водорослей , и решающую роль для сохранения жизни приобрели аэробные организмы, прежде распространенные незначительно. Снижение степени конкуренции в процессе эволюции происходит за счет дифференциации экологических ниш, более полного и эффективного использования ресурсов среды.
Есть основания полагать, что саморазвитие аутогенная эволюция сопровождается наряду со снижением конкуренции снижением уровня агрессивности и жестокости и соответственно ростом реципрокного взаимного альтруизма. В человеческом обществе снижение уровня жестокости связывают также с усилиями власти и закона в этом направлении и с процессами феминизации [Pinker 2011]. В то же время в кризисные периоды например, в государствах, находящихся на грани распада агрессивность достигает максимума. Возрастание независимости организмов от внешних условий происходит не столько за счет адаптации, сколько за счет преобразования условий среды для своего более эффективного функционирования. Независимость эволюции от внешних условий. На это, может быть, указывают непрерывный с остановками рост центральной нервной системы животных в ходе геологического времени» [Вернадский 1991].
Этот процесс выявлен в форме эмпирического обобщения американским натуралистом, геологом, зоологом, палеонтологом и минералогом Д. Дана 1813—1895 , который «заметил, что с ходом геологического времени на нашей планете у некоторой части ее обитателей проявляется все более и более совершенный, чем тот, который существовал на ней раньше, — центральный нервный аппарат — мозг. Процесс этот, названный им энцефалозом, никогда не идет вспять, хотя и многократно останавливается, иногда на многие миллионы лет.
Показать скрытые ссылки ТАСС, 17 августа. Палеонтологи повторно изучили отпечатки тела животных вида Saccorhytus coronaries и выяснили, что это существо было не "потерянным звеном эволюции" между первичноротыми и вторичноротыми многоклеточными, а примитивным родичем круглых червей и лорицифер. Работа опубликована в журнале Nature.
О результатах в среду сообщила пресс-служба американского Технологического университета Виргинии VT. Пять лет назад палеонтологи обнаружили в Китае отпечатки тела древних примитивных многоклеточных существ Saccorhytus coronarius, похожих на зубастые мешки. По мнению авторов открытия, эти обитатели первичного океана Земли времен "кембрийского взрыва" - первые вторичноротые животные, группы многоклеточных живых существ, к которым относится, в том числе, человек.
Опровергнуто открытие "потерянного звена эволюции" многоклеточных живых существ
Кэрролл решительно выступает против тех, кто использует ненаучные аргументы в борьбе с дарвинизмом, и предупреждает о том, что, если мы будем игнорировать прогнозы ученых и продолжим относиться к природе потребительски, планету ждет невеселое будущее.
В последние несколько секунд, когда ядро продолжает разрушаться, все атомы прижимаются друг к другу, что создает колоссальное количество энергии и давления. Это посылает ударную волну энергии по разным оболочкам. В этот момент звезда становится сверхновой, распыляя каждый созданный ею элемент в бесконечное пространство! Образование элементов тяжелее железа Помните последние несколько секунд и только что упомянутую ударную волну? Когда звезда умирает и взрывается в сверхновую, она выделяет огромное количество энергии температура поднимается до миллиардов Кельвинов и очень плотное облако нейтронов.
Эти нейтроны взаимодействуют с атомами уже сформированных элементов. Они претерпевают серию сплавов и делений с образованием элементов вплоть до урана, а также нескольких трансурановых элементов, таких как кюрий, калифорний и фермий. Весь этот процесс быстрого захвата нейтронов или r-процесс происходит менее чем за секунду. Такие элементы, как золото, платина и серебро, настолько редки и дороги, потому что для их создания требуется умирающая звезда! Таблица Менделеева Другой распространенный путь - гораздо более медленный процесс захвата нейтронов, также известный как s-процесс. Это может происходить в различных термоядерных слоях звезды или внутри нейтронной звезды, которая имеет достаточно нейтронов и подходящие условия для захвата.
Механизм для s- и r-процессов одинаков. Ядро элемента захватывает нейтроны и превращается в свой изотоп. Таким образом, все известные нам элементы, включая железо и вплоть до урана, были произведены этим непрерывным процессом. Другая форма роста ядра - захват протона или p-процесс. Это верно для всех элементов, за исключением технития и прометия, которые не имеют стабильных изотопов, которые могли бы длиться достаточно долго, чтобы мы могли найти. Все элементы после урана являются искусственными и радиоактивными с коротким периодом полураспада.
Это приводит к другому вопросу... Как элементы, созданные взрывающейся звездой, оказались здесь, на Земле? Доставка на Землю Вселенная - это гигантская фабрика для переработки; она перерабатывает и повторно использует каждый кусок материи, который когда-то был создан в процессе химического обогащения. Миллионы галактик, звезд и планет образовались и будут образованы с использованием той же самой первозданной материи, которая осталась после Большого взрыва. Это может показаться не впечатляющим, но в космическом масштабе этого достаточно!
Почему одни рыбы гибнут после первого же нереста, а другие могут нереститься многократно?
Российский ихтиолог Валерий Зюганов связал это с отношениями, связывающими семгу с двустворчатым моллюском — европейской жемчужницей. Этот моллюск называется так потому, что именно он служит источником речного жемчуга — который многие, вероятно, видели на одеждах русских князей, царей, вельмож и архиереев, на декоративных переплетах священных книг и других творениях русского средневекового прикладного искусства. У жемчужницы есть расселительная личиночная стадия — так называемый глохидий. Такая личинка имеется у многих двустворчатых моллюсков, но глохидий жемчужницы — паразит. Покинув мантийную полость моллюска-родителя, это микроскопическое всего 50 микрон в диаметре существо внедряется в жабры проплывающей мимо рыбы и некоторое время там паразитирует, питаясь за счет хозяина — благо жабры всегда обильно снабжаются кровью. Пройдя определенный путь развития, подросши и сильно изменившись, глохидий покидает хозяина, оседает на дно и превращается в крохотного двустворчатого моллюска.
Когда тот вырастет и созреет для размножения, цикл начинается сначала. Глохидии жемчужницы паразитируют в основном на семге и ее родственнице кумже, также способной к многократному нересту. Зюганов и его сотрудники обнаружили корреляцию между «многоразовостью» семги и ее зараженностью глохидиями. По его данным, зараженная глохидиями семга становится также более устойчивой к термическому шоку, кратковременному пребыванию вне воды, травмам и так далее. В общем, кому паразит, а кому живой эликсир бессмертия. Похоже, ушлая личинка наловчилась каким-то образом блокировать у хозяина программу самоуничтожения.
Зачем ей это нужно, понятно: в холодной воде наших северных рек развитие глохидия идет медленно и занимает от 8 до 11 месяцев. Если бы сразу после нереста семга умирала, заражать ее не имело бы никакого смысла. Кстати, на тихоокеанских лососях тоже паразитируют глохидии местных видов жемчужниц, но они успевают завершить эту стадию развития до того, как их хозяин умрет. Загадка состоит в другом: почему это не происходит самопроизвольно, без милосердного вмешательства паразита? С этим вопросом тесно связан другой: а зачем вообще лососям программа самоуничтожения? Как мог возникнуть в эволюции такой парадоксальный феномен?
Вообще говоря, запрограммированная смерть после размножения — явление хоть и нечастое в мире животных [ii] , но не уникальное, оно встречается в самых разных группах. Так заканчивают свою жизнь многие насекомые самый известный и очевидный пример — поденки , осьминоги, некоторые полихеты. Единой теоретической модели — чем именно и при каких условиях может быть выгодна такая стратегия размножения — не существует: для разных случаев обсуждаются разные наборы гипотез, по крайней мере, часть из которых явно неприменима к другим случаям. Так, например, «одноразовость» богомолов предположительно объясняется тем, что это избавляет личинок от конкуренции и прямого каннибализма со стороны взрослых насекомых. При этом образ жизни богомолов таков, что вероятность повторного успешного спаривания для взрослого насекомого невелика. Считать ли эти объяснения убедительными в случае богомолов — в значительной мере дело вкуса прямых доказательств их правильности нет , но в любом случае применить их к лососям невозможно: как уже говорилось, эти рыбы в нерестовых водоемах не питаются вообще.
Самое популярное объяснение «одноразовости» лососей состоит в том, что массовая гибель взрослых особей резко повышает трофность нерестового водоема — содержание в его воде доступной для разложения органики, что создает кормовую базу для бактерий, и биогенных элементов соединений азота, фосфора, калия и так далее , необходимых для развития фитопланктона — микроскопических водорослей. Бактерии и водоросли, в свою очередь служат пищей для микрозоопланктона инфузорий, коловраток и тому подобных существ , а ими будут питаться вышедшие из икринок мальки лососей, пока не подрастут. Учитывая, что лососи, обычно, в самом деле, нерестятся в водах, крайне бедных органикой, это объяснение можно было бы принять. Однако в случае с семгой это объяснение не годится: даже те рыбы, что умирают после нереста, делают это вдали от нерестилищ — обычно уже в море. Представить же, что бактерии или биогенные элементы самостоятельно поднимаются обратно вверх по течению, как-то уж очень трудно. Однако мальки семги выживают ничуть не хуже мальков горбуши или кеты.
Ни число икринок, выметываемых особью за один нерест, ни их средний размер или содержание в них запасных веществ у «многоразовых» и «одноразовых» рыб достоверно не различаются, но при этом поскольку «многоразовые» приходят на нерест неоднократно, то и общее число произведенного каждой рыбой за всю жизнь потомства оказывается существенно больше. Словом, с какой стороны ни посмотри, получается, что запрограммированная смерть после нереста не только не дает никаких преимуществ, но и наоборот — выглядит явно проигрышной стратегией по сравнению с отсутствием таковой. Как такой механизм мог возникнуть в эволюции — совершенно непонятно.
Свое открытие ученые назвали Bicellum Brasieri. Находка проливает свет на то, как самые примитивные формы жизни превратились в то бесчисленное множество фауны, которую мы видим сегодня. Оно устроено сложнее, чем одноклеточное существо, но проще, чем многоклеточное.
Найдено недостающее звено в эволюции живых существ
| Статья Синтетическая теория эволюции | Луч эволюции считывает Землю негодной к преображению и вместо обновления и поднятия в свет, задаёт Земле импульс понижающей частоты и отправляет на «второй год». |
| Глобальные тенденции в эволюции биосферы | Основные положения синтетической теории эволюции. 1. Элементарным эволюционным материалом являются мутации, при этом они носят ненаправленный и случайный характер. |
| Альтернативный сплайсинг как инструмент эволюции | Александр Марков, доктор биологических наук «Троицкий вариант» №10(378), 16 мая 2023 года • Библиотека научно-популярных статей на «Элементах» • Биология, Эволюция. |
Как происходит эволюция (эволюция-4)
| Ученые предложили недостающий закон, объясняющий эволюцию Вселенной | В учебнике биологии для 7-го класса этот «закон» приводится в качестве «эмбриологического доказательства» в пользу эволюции. |
| Круговорот химических элементов в биосфере • Биология, Экология • Фоксфорд Учебник | Портал VisualСapitalist занимательную инфографику, позволяющую отследить основные этапы эволюции от возникновения жизни до наших дней. |
| Ученые о теории эволюции | Ссылки 1. Элементы: Популярный сайт о фундаментальной науке. Новости науки. |
| Потерянный элемент эволюции | 3. Теория эволюции — стержень биологии; таким образом, биология находится в странном положении науки, основанной на недоказанной теории. |
| Ученые о теории эволюции | Технически эволюция видов проходит так (упрощенное представление). Основой эволюции является изменение генов индивидуумов. |
Новое исследование может изменить взгляд на теорию эволюции
Таким образом, ископаемое заполняет пробел в развитии жизни между появлением одноклеточных и так называемым «кембрийским взрывом». Животное царство обычно делят на тридцать семь филюмов. Все эти филюмы возникли в период кембрия. С тех пор эволюция шла лишь по линии видоизменения основного плана. Луч эволюции считывает Землю негодной к преображению и вместо обновления и поднятия в свет, задаёт Земле импульс понижающей частоты и отправляет на «второй год». Для биосферы характерны замкнутые круговороты веществ, источником энергии для которых является солнечный свет. Рассмотрим круговороты некоторых важнейших элементов. Ученые вырастили «протоклетки», совершенно не пользуясь земной биохимией жизни.
О роли эпистаза в долговременной молекулярной эволюции
Это важный процесс, поскольку новые гены развиваются в пределах семейства генов от общего предка [61]. Например, в образовании светочувствительных структур в глазу человека участвуют четыре гена: три для цветного зрения и один для ночного зрения. Все эти гены произошли от одного предкового гена [62]. Новые гены возникают из предкового гена в результате дупликации, после того как копия гена мутирует и приобретёт новую функцию. Этот процесс идёт легче после дупликации, поскольку это увеличивает избыточность системы. Один ген из пары может приобрести новую функцию, в то время как другой продолжает выполнять основную функцию [63] [64].
Другие типы мутаций могут создать новые гены из некодирующей ДНК [65] [66]. Новые гены также могут возникнуть за счёт рекомбинации небольших участков дублированных генов. При этом возникает новая структура с новыми функциями [67] [68]. Когда новые гены собраны перетасовкой ранее существовавших частей выполняющих простые независимые функции , то их комбинация может выполнять новые более сложные функции. Примером подобного комплекса являются поликетидсинтазы — ферменты, синтезирующие вторичные метаболиты, например антибиотики.
Они могут содержать до 100 частей, катализирующих один этап в процессе полного синтеза [69]. Изменения на хромосомном уровне могут приводить к ещё большим мутациям. Среди хромосомных мутаций выделяют делеции и инверсии крупных участков хромосом, транслокацию участков одной хромосомы на другую. Также возможно слияние хромосом робертсоновская транслокация англ. Например, в ходе эволюции рода Homo произошло слияние двух хромосом с образованием второй хромосомы человека [70].
У других обезьян этого слияния не произошло, и хромосомы сохраняются по отдельности. В эволюции хромосомные перестройки играют большую роль. Благодаря им может ускориться расхождение популяций с образованием новых видов, поскольку уменьшается вероятность скрещивания и таким образом увеличиваются генетические различия между популяциями [71]. Мобильные элементы генома , такие как транспозоны , составляют значительную долю в геномах растений и животных и, возможно, важны для эволюции [72]. Так, в человеческом геноме около 1 миллиона копий Alu-повтора, они выполняют некоторые функции, такие как регулирование экспрессии генов [73].
Другое влияние мобильных генетических элементов на геном заключается в том, что при их перемещении внутри генома может произойти видоизменение или удаление существующих генов [54]. Рекомбинация[ Основные статьи: Рекомбинация биология , Половое размножение У бесполых организмов гены во время размножения не могут смешиваться с генами других особей. В отличие от них у организмов с половым размножением потомство получает случайные смеси хромосом своих родителей. Кроме этого, в ходе мейотического деления половых клеток происходит кроссинговер , приводящий к гомологичной рекомбинации , которая заключается в обмене участками двух гомологичных хромосом [74]. При рекомбинации не происходит изменения частоты аллелей, но происходит образование их новых комбинаций [75].
Таким образом, половое размножение обычно увеличивает наследственную изменчивость и может ускорять темп эволюции организмов [76] [77]. Однако бесполое размножение зачастую выгодно и может развиваться у животных с половым размножением [78]. Гомологичная рекомбинация позволяет наследоваться независимо даже аллелям, которые находятся близко друг от друга в ДНК. Однако уровень кроссинговера низок — примерно два на хромосому за поколение. В результате гены, находящиеся рядом на хромосоме, имеют тенденцию наследоваться сцеплено.
Это тенденция измеряется тем, как часто две аллели находятся вместе на одной хромосоме, и носит название неравновесного сцепления генов [79]. Несколько аллелей, которые наследуются вместе, обычно называют гаплотипом. Если одна аллель в гаплотипе даёт значительное преимущество, то в результате естественного отбора частота в популяции других аллелей этого гаплотипа также может повыситься. Это явление называется genetic hitchhiking англ. Когда аллели не могут быть разделены рекомбинацией, как в Y-хромосоме млекопитающих, которая передаётся без изменений от отца к сыну, происходит накопление вредных мутаций [81].
Половое размножение за счёт изменения комбинаций аллелей позволяет удалять вредные мутации и сохранять полезные [82]. Подобные положительные эффекты уравновешиваются негативными явлениями полового размножения, такими как уменьшение репродуктивного уровня и возможные нарушения выгодных комбинаций аллелей при рекомбинации. Поэтому причины возникновения полового размножения до сих пор не ясны и активно исследуются в эволюционной биологии [83] [84] , порождая такие гипотезы, как гипотеза Чёрной королевы [85]. Поток генов[ ] Основная статья: Поток генов Потоком генов называют перенос аллелей генов между популяциями. Поток генов может осуществляться за счёт миграций особей между популяциями в случае подвижных организмов либо, например, с помощью переноса пыльцы или семян в случае растений.
Скорость потока генов сильно зависит от подвижности организмов [86]. Степень влияния потока генов на изменчивость в популяциях до конца не ясна. Существуют две точки зрения: одна из них заключается в том, что поток генов может иметь значительное влияние на крупных популяционных системах, гомогенизируя их и, соответственно, действуя против процессов видообразования; вторая, что скорости потока генов достаточно только для воздействия на локальные популяции [86] [87].
Кэрролл решительно выступает против тех, кто использует ненаучные аргументы в борьбе с дарвинизмом, и предупреждает о том, что, если мы будем игнорировать прогнозы ученых и продолжим относиться к природе потребительски, планету ждет невеселое будущее.
Углубленное же изучение проблемы показало, что одноименно заряженные микрочастицы, находящиеся в потоке плазмы, вопреки интуиции и законам физики не разлетаются в стороны, а притягиваются друг к другу, образуя крупные комки и загрязняя чистоту обработки. Более тщательное изучение проблемы — эксперименты на земле и в условиях микрогравитации на борту Международной космической станции, компьютерное моделирование — привело исследователей к выводу о том, что пылевая плазма в плазменных потоках представляет собой совершенно особое состояние вещества. Одна из важнейших особенностей данного состояния — это постоянно идущие в нем сильные процессы диссипации, то есть энергетических обменов с внешней средой, обеспечивающие образование самоорганизующихся структур. При этом плазменные потоки и электрические поля создают для пыли весьма специфические условия, обеспечивающие притяжение одноименно заряженных пылевых частиц на больших расстояниях. При подходящих условиях естественным следствием этих процессов может становиться образование в плазме устойчивых «пылевых кристаллов». Эксперименты такого рода в условиях гравитации обычно приводят к формированию плоских кристаллов в виде решетки вихревых конвективных ячеек регулярной структуры. Однако в опытах с компьютерными симуляциями, моделирующими отсутствие силы тяжести, плоский вихрь приобретает цилиндрическую форму, а образующие его пылинки могут самоорганизовываться в структуры одинарной или двойной винтовой спирали.
Не заметить сходство с ДНК тут, ясное дело, довольно сложно. И летом 2007 г. Статью подготовили один из патриархов физики плазмы, академик Вадим Н. Цытович, и группа его коллег из институтов России, Германии и Австралии, а итоги ее свелись к выводу об открытии структур, весьма похожих на неорганическую жизнь. При этом в некоторых из таких структур отмечены так называемые бифуркации радиуса, то есть резко изменяющиеся переходы от одного радиуса винта к другому и обратно, что предоставляет механизм для хранения информации в терминах длины и радиуса секций спирали. Более того, в некоторых компьютерных симуляциях спираль разделялась на две, эффективно воспроизводя саму себя. В других экспериментах две спирали вызывали структурные изменения друг в друге, а некоторые спирали даже демонстрировали эволюцию, с течением времени преобразуясь в более устойчивые структуры… Жизнь это или еще не жизнь, можно, конечно, спорить. Однако вряд ли подлежит сомнению, что эксперименты с эволюцией жидких плазменных кристаллов могут дать много подсказок к разгадке тайн о зарождении жизни «настоящей», биологической.
Или, формулируя чуть иначе, о секретах передачи и накопления информации во вселенной.
Руководил исследованиями Федор Кондрашов, работа опубликована в Nature. Термин «эпистаз» был введен Вильямом Бэтсоном William Bateson около 100 лет назад для описания обнаруженных им различий в предполагаемом и реально наблюдаемом расщеплении фенотипов при дигибридном скрещивании. А именно, в проводимых им генетических экспериментах наблюдались не все теоретически предсказанные классы фенотипов или же некоторые генетические комбинации приводили к появлению новых фенотипов, не совпадавших с ожидаемыми. Данные наблюдения можно было объяснить только тем, что при определенных комбинациях аллельные варианты разных генов взаимодействуют друг с другом, и фенотипические эффекты некоторых из них занимают более высокий иерархический ранг. Такие мутации, подавляющие или полностью блокирующие фенотипические проявления других, называются эпистатическими, тогда как блокируемые ими мутации — гипостатическими. В основном это понятие применялось для описания трех классов феноменов: функциональных взаимоотношений между генами и кодируемыми ими белками то есть в значении, наиболее близком к первоначальному , иерархической генетической организации регуляторных молекулярных каскадов и статистических различий в аллель-специфических фенотипических эффектах. Как ни странно, различия в определении термина «эпистаз» практически не привели к конфликтам в литературе, во многом благодаря тому, что генетики разных областей биологии эффективно игнорировали исследования друг друга.
Молекулярные генетики изучают, как определенные фенотипические эффекты реализуются в сложных регуляторных молекулярных сетях, в то время как эволюционные генетики на основе статистического описания генетической изменчивости пытаются определить конкретные мутации, ответственные за адаптивную эволюцию. Тем не менее, несмотря на сложившиеся расхождения в конкретных определениях эпистаза, в последнее время стало очевидным, что элементы всех клеточных, физиологических и эволюционных систем находятся друг с другом в настолько сложных взаимоотношениях, что фундаментальная концепция эпистаза является более актуальной, чем когда-либо, и именно она может стать основой для объединения традиционно разных областей генетики. Одним из последствий такого «системного подхода», объединяющего методы и области интереса молекулярной и эволюционной генетики, становится пересмотр значимости эпистаза в эволюционных процессах. Ранее эпистаз рассматривался как важный фактор, оказывающий влияние на многие эволюционные феномены, включая генетическую дивергенцию видов, эволюцию полового размножения и эволюцию организации генетических систем. Один из наиболее интригующих вопросов эволюционной биологии заключался в том, может ли эпистаз определять пути эволюционных изменений.